b19be3ce97f4acb0f8281e5e0095f1b4b408237a
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1149                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1150 {
1151         isl_int *t;
1152
1153         t = bmap->ineq[pos];
1154         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1155         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1156         bmap->eq[-1] = t;
1157         bmap->n_eq++;
1158         bmap->n_ineq--;
1159         bmap->eq--;
1160         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1161         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1162         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1163         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1164 }
1165
1166 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1167 {
1168         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1169 }
1170
1171 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1172 {
1173         struct isl_ctx *ctx;
1174         if (!bmap)
1175                 return -1;
1176         ctx = bmap->ctx;
1177         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1179         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1180         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1181         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1182         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1183                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1184                       bmap->extra - bmap->n_div);
1185         return bmap->n_ineq++;
1186 }
1187
1188 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1189 {
1190         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1191 }
1192
1193 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1194 {
1195         if (!bmap)
1196                 return -1;
1197         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1198         bmap->n_ineq -= n;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1203 {
1204         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1208 {
1209         isl_int *t;
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1213
1214         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1215                 t = bmap->ineq[pos];
1216                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1217                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1218                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1219         }
1220         bmap->n_ineq--;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1225 {
1226         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1227 }
1228
1229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1230         isl_int *eq)
1231 {
1232         int k;
1233
1234         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1235         if (!bmap)
1236                 return NULL;
1237         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1238         if (k < 0)
1239                 goto error;
1240         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1241         return bmap;
1242 error:
1243         isl_basic_map_free(bmap);
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1248         isl_int *eq)
1249 {
1250         return (isl_basic_set *)
1251                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1255         isl_int *ineq)
1256 {
1257         int k;
1258
1259         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1260         if (!bmap)
1261                 return NULL;
1262         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1263         if (k < 0)
1264                 goto error;
1265         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1266         return bmap;
1267 error:
1268         isl_basic_map_free(bmap);
1269         return NULL;
1270 }
1271
1272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1273         isl_int *ineq)
1274 {
1275         return (isl_basic_set *)
1276                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1277 }
1278
1279 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1280 {
1281         if (!bmap)
1282                 return -1;
1283         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1284         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1285                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1286                       bmap->extra - bmap->n_div);
1287         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1288         return bmap->n_div++;
1289 }
1290
1291 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1292 {
1293         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1294 }
1295
1296 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1297 {
1298         if (!bmap)
1299                 return -1;
1300         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1301         bmap->n_div -= n;
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1306 {
1307         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1308 }
1309
1310 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1311  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1312  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1313  * variables.
1314  */
1315 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1316                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1317                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1318 {
1319         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1320         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1321         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1322         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1323         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1324         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1325         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1326         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1327         if (dst_nparam > src_nparam)
1328                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1329                                 dst_nparam - src_nparam);
1330         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1331         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1332                     src+1+src_nparam,
1333                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1334         if (dst_in-in_off > src_in)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1336                                 dst_in - in_off - src_in);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1339                     src+1+src_nparam+src_in,
1340                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1341         if (dst_out-out_off > src_out)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1343                                 dst_out - out_off - src_out);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1347                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1348         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1350                                 div_off+src_map->n_div,
1351                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1352 }
1353
1354 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1355                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1356                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1357 {
1358         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1359         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1360 }
1361
1362 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1363                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1364 {
1365         int i;
1366         unsigned div_off;
1367
1368         if (!bmap1 || !bmap2)
1369                 goto error;
1370
1371         div_off = bmap1->n_div;
1372
1373         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1374                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1375                 if (i1 < 0)
1376                         goto error;
1377                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1378                                 i_pos, o_pos, div_off);
1379         }
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1394                          i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         isl_basic_map_free(bmap2);
1398
1399         return bmap1;
1400
1401 error:
1402         isl_basic_map_free(bmap1);
1403         isl_basic_map_free(bmap2);
1404         return NULL;
1405 }
1406
1407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1408                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1409 {
1410         return (struct isl_basic_set *)
1411                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1412                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1416                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *ext;
1420         unsigned flags;
1421         int dims_ok;
1422
1423         if (!dim)
1424                 goto error;
1425
1426         if (!base)
1427                 goto error;
1428
1429         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1430                   base->extra >= base->n_div + extra;
1431
1432         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1433                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1434                 isl_space_free(dim);
1435                 return base;
1436         }
1437
1438         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1439         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1440         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1441         extra += base->extra;
1442         n_eq += base->n_eq;
1443         n_ineq += base->n_ineq;
1444
1445         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1446         dim = NULL;
1447         if (!ext)
1448                 goto error;
1449
1450         if (dims_ok)
1451                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1452         flags = base->flags;
1453         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1454         if (ext) {
1455                 ext->flags = flags;
1456                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1457         }
1458
1459         return ext;
1460
1461 error:
1462         isl_space_free(dim);
1463         isl_basic_map_free(base);
1464         return NULL;
1465 }
1466
1467 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1468                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1469                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1470 {
1471         return (struct isl_basic_set *)
1472                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1473                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1474 }
1475
1476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1477                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         if (!base)
1480                 return NULL;
1481         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1482                                         0, n_eq, n_ineq);
1483 }
1484
1485 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1486                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1487                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1488 {
1489         struct isl_basic_map *bmap;
1490         isl_space *dim;
1491
1492         if (!base)
1493                 return NULL;
1494         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1495         if (!dim)
1496                 goto error;
1497
1498         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1499         return bmap;
1500 error:
1501         isl_basic_map_free(base);
1502         return NULL;
1503 }
1504
1505 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1506                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1507                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1508 {
1509         return (struct isl_basic_set *)
1510                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1511                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1512 }
1513
1514 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1515                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1519                                                     n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1526 }
1527
1528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1529 {
1530         if (!bmap)
1531                 return NULL;
1532
1533         if (bmap->ref > 1) {
1534                 bmap->ref--;
1535                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1536         }
1537         if (bmap)
1538                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1539         return bmap;
1540 }
1541
1542 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1543 {
1544         if (!set)
1545                 return NULL;
1546
1547         if (set->ref == 1)
1548                 return set;
1549         set->ref--;
1550         return isl_set_dup(set);
1551 }
1552
1553 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1554 {
1555         if (!map)
1556                 return NULL;
1557
1558         if (map->ref == 1)
1559                 return map;
1560         map->ref--;
1561         return isl_map_dup(map);
1562 }
1563
1564 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1565                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1566 {
1567         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1568         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1569         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1570 }
1571
1572 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1573         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1574 {
1575         int i;
1576         struct isl_blk blk;
1577
1578         if (!bmap)
1579                 goto error;
1580
1581         isl_assert(bmap->ctx,
1582                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1583
1584         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1585                 return bmap;
1586
1587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1588         if (!bmap)
1589                 return NULL;
1590
1591         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1592         if (isl_blk_is_error(blk))
1593                 goto error;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 swap_vars(blk,
1597                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1598
1599         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1600                 swap_vars(blk,
1601                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1606
1607         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1608
1609         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1610         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1612 error:
1613         isl_basic_map_free(bmap);
1614         return NULL;
1615 }
1616
1617 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1618         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1619 {
1620         unsigned dim;
1621         unsigned nparam;
1622
1623         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1624         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1625         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1626
1627         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1628 error:
1629         isl_basic_set_free(bset);
1630         return NULL;
1631 }
1632
1633 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1634 {
1635         int i = 0;
1636         unsigned total;
1637         if (!bmap)
1638                 goto error;
1639         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1640         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1641         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1642         if (bmap->n_eq > 0)
1643                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1644         else {
1645                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1646                 if (i < 0)
1647                         goto error;
1648         }
1649         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1650         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1651         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1652         isl_vec_free(bmap->sample);
1653         bmap->sample = NULL;
1654         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1655 error:
1656         isl_basic_map_free(bmap);
1657         return NULL;
1658 }
1659
1660 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1661 {
1662         return (struct isl_basic_set *)
1663                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1664 }
1665
1666 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1667 {
1668         int i;
1669         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1670         isl_int *t = bmap->div[a];
1671         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1672         bmap->div[b] = t;
1673
1674         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1675                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1676
1677         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1678                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1679
1680         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1681                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1682         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1683 }
1684
1685 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1686  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1687  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1688  */
1689 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1690         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1691 {
1692         int i;
1693
1694         if (!map)
1695                 return NULL;
1696         if (n == 0)
1697                 return map;
1698
1699         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1700                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1701                         "index out of bounds", goto error);
1702
1703         map = isl_map_cow(map);
1704         if (!map)
1705                 return NULL;
1706
1707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1708                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1709                 if (!map->p[i])
1710                         goto error;
1711         }
1712         return map;
1713 error:
1714         isl_map_free(map);
1715         return NULL;
1716 }
1717
1718 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1719  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1720  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1721  */
1722 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1723         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1724 {
1725         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1726 }
1727
1728 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1729  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1730  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1731  */
1732 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1733         unsigned first, unsigned n)
1734 {
1735         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1736 }
1737
1738 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1739         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1740 {
1741         if (!bmap)
1742                 return NULL;
1743         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1744                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1745         if (!bmap)
1746                 return NULL;
1747         bmap->n_div = 0;
1748         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1749 }
1750
1751 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1752         __isl_take isl_basic_set *bset)
1753 {
1754         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1755                         (struct isl_basic_map *)bset);
1756 }
1757
1758 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1759 {
1760         int i;
1761
1762         if (!map)
1763                 return NULL;
1764         if (map->n == 0)
1765                 return map;
1766
1767         map = isl_map_cow(map);
1768         if (!map)
1769                 return NULL;
1770         
1771         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1772                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1773                 if (!map->p[i])
1774                         goto error;
1775         }
1776         return map;
1777 error:
1778         isl_map_free(map);
1779         return NULL;
1780 }
1781
1782 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1783 {
1784         return isl_map_remove_divs(set);
1785 }
1786
1787 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1788         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1789 {
1790         if (!bmap)
1791                 return NULL;
1792         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1793                         goto error);
1794         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1795                 return bmap;
1796         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1797                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1798         if (!bmap)
1799                 return bmap;
1800         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1801                 return bmap;
1802         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1803         return bmap;
1804 error:
1805         isl_basic_map_free(bmap);
1806         return NULL;
1807 }
1808
1809 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1810  * any of the given variables.
1811  */
1812 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1813         unsigned first, unsigned n)
1814 {
1815         int i;
1816         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1817
1818         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1819                 return 0;
1820         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1821                 return 1;
1822
1823         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1824                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1825                         continue;
1826                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1827                         return 1;
1828         }
1829
1830         return 0;
1831 }
1832
1833 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1834  * based on inequality "i".
1835  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1836  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1837  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1838  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1839  *
1840  * The calling function has already checked that the inequality does not
1841  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1842  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1843  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1844  *
1845  * Let "div" be of the form
1846  *
1847  *      q = floor((a + f(x))/d)
1848  *
1849  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1850  *
1851  *      b + f(x) >= 0
1852  *
1853  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1854  * However, we allow a slightly more general form
1855  *
1856  *      b + g(x) >= 0
1857  *
1858  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1859  * divisible by d.
1860  * Rewriting this constraint as
1861  *
1862  *      0 >= -b - g(x)
1863  *
1864  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1865  *
1866  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1867  *
1868  * Taking the floor on both sides, we obtain
1869  *
1870  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1871  *
1872  * or
1873  *
1874  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1875  *
1876  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1877  *
1878  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1879  *
1880  */
1881 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1882         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1883         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1884 {
1885         int j;
1886
1887         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1888                 if (lb) {
1889                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1890                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1891                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1892                 }
1893                 if (ub) {
1894                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1895                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1896                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1897                 }
1898         }
1899         if (!lb && !ub)
1900                 return bmap;
1901
1902         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1903         if (lb) {
1904                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1905                 if (k < 0)
1906                         goto error;
1907                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1908                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1909                                         bmap->div[div][1 + j]);
1910                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1911                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1912                 }
1913                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1914         }
1915         if (ub) {
1916                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1917                 if (k < 0)
1918                         goto error;
1919                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1920                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1921                                         bmap->div[div][1 + j]);
1922                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1923                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1924                 }
1925                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1926         }
1927
1928         return bmap;
1929 error:
1930         isl_basic_map_free(bmap);
1931         return NULL;
1932 }
1933
1934 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1935  * using Fourier-Motzkin.
1936  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1937  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1938  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1939  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1940  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1941  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1942  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1943  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1944  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1945  * on "div".
1946  *
1947  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1948  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1949  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1950  * Consider, for example, the set
1951  *
1952  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1953  *
1954  * The second constraint can be rewritten as
1955  *
1956  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1957  *
1958  * from which we can derive
1959  *
1960  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1961  *
1962  * or
1963  *
1964  *      i + 2j <= 3 + 2k
1965  *
1966  * Combined with the first constraint, we obtain
1967  *
1968  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1969  *
1970  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1971  * the first constraint, we obtain
1972  *
1973  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1974  *
1975  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1976  *
1977  *      k >= -2
1978  */
1979 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1980         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1981 {
1982         int i;
1983         int check_lb, check_ub;
1984         isl_int v;
1985         unsigned total;
1986
1987         if (!bmap)
1988                 return NULL;
1989
1990         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1991                 return bmap;
1992
1993         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1994
1995         check_lb = 0;
1996         check_ub = 0;
1997         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1998                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1999                 if (s > 0)
2000                         check_ub = 1;
2001                 if (s < 0)
2002                         check_lb = 1;
2003         }
2004
2005         if (!check_lb && !check_ub)
2006                 return bmap;
2007
2008         isl_int_init(v);
2009
2010         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2011                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2012                         continue;
2013
2014                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2015                                                         check_lb, check_ub);
2016         }
2017
2018         isl_int_clear(v);
2019
2020         return bmap;
2021 }
2022
2023 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2024  * in their definitions.
2025  */
2026 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2027         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2028         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2029 {
2030         int i;
2031
2032         if (!bmap)
2033                 return NULL;
2034         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2035                         goto error);
2036         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2037
2038         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2039                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2040                         continue;
2041                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2042                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2043                 if (!bmap)
2044                         return NULL;
2045                 i = bmap->n_div;
2046         }
2047
2048         return bmap;
2049 error:
2050         isl_basic_map_free(bmap);
2051         return NULL;
2052 }
2053
2054 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2055         __isl_take isl_basic_set *bset,
2056         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2057 {
2058         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2059 }
2060
2061 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2062         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2063 {
2064         int i;
2065
2066         if (!map)
2067                 return NULL;
2068         if (map->n == 0)
2069                 return map;
2070
2071         map = isl_map_cow(map);
2072         if (!map)
2073                 return NULL;
2074
2075         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2076                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2077                                                                 type, first, n);
2078                 if (!map->p[i])
2079                         goto error;
2080         }
2081         return map;
2082 error:
2083         isl_map_free(map);
2084         return NULL;
2085 }
2086
2087 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2088         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2089 {
2090         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2091                                                               type, first, n);
2092 }
2093
2094 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2095  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2096  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2097  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2098  * div.
2099  */
2100 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2101         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2102 {
2103         int i;
2104
2105         if (!bmap)
2106                 return -1;
2107
2108         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2109                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2110                         "index out of bounds", return -1);
2111
2112         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2113         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2114                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2115                         return 1;
2116         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2117                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2118                         return 1;
2119         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2120                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2121                         continue;
2122                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2123                         return 1;
2124         }
2125
2126         return 0;
2127 }
2128
2129 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2130         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2131 {
2132         int i;
2133
2134         if (!map)
2135                 return -1;
2136
2137         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2138                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2139                         "index out of bounds", return -1);
2140
2141         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2142                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2143                                                             type, first, n);
2144                 if (involves < 0 || involves)
2145                         return involves;
2146         }
2147
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2152         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2153 {
2154         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2155 }
2156
2157 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2158         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2159 {
2160         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2161 }
2162
2163 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2164  * on unknown divs.
2165  */
2166 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2167 {
2168         int i;
2169         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2170
2171         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2172                 return 1;
2173
2174         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2175                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2176                         continue;
2177                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2178                         return 1;
2179         }
2180
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2185  */
2186 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2187         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2188 {
2189         int i;
2190
2191         if (!bmap)
2192                 return NULL;
2193
2194         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2195                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2196                         continue;
2197                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2198                 if (!bmap)
2199                         return NULL;
2200                 i = bmap->n_div;
2201         }
2202
2203         return bmap;
2204 }
2205
2206 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2207  */
2208 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2209         __isl_take isl_basic_set *bset)
2210 {
2211         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2212 }
2213
2214 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2215 {
2216         int i;
2217
2218         if (!map)
2219                 return NULL;
2220         if (map->n == 0)
2221                 return map;
2222
2223         map = isl_map_cow(map);
2224         if (!map)
2225                 return NULL;
2226
2227         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2228                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2229                 if (!map->p[i])
2230                         goto error;
2231         }
2232         return map;
2233 error:
2234         isl_map_free(map);
2235         return NULL;
2236 }
2237
2238 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2239 {
2240         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2241 }
2242
2243 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2244         __isl_take isl_basic_set *bset,
2245         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2246 {
2247         return (isl_basic_set *)
2248             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2249 }
2250
2251 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2252         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2253 {
2254         int i;
2255
2256         if (n == 0)
2257                 return map;
2258
2259         map = isl_map_cow(map);
2260         if (!map)
2261                 return NULL;
2262         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2263         
2264         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2265                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2266                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2267                 if (!map->p[i])
2268                         goto error;
2269         }
2270         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2271         return map;
2272 error:
2273         isl_map_free(map);
2274         return NULL;
2275 }
2276
2277 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2278         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2279 {
2280         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2281 }
2282
2283 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2284 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2285         unsigned first, unsigned n)
2286 {
2287         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2288 }
2289
2290 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2291                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2292 {
2293         const char *name;
2294         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2295         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2296         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2297         if (!pos)
2298                 isl_int_print(out, c, 0);
2299         else {
2300                 if (!isl_int_is_one(c))
2301                         isl_int_print(out, c, 0);
2302                 if (pos < 1 + nparam) {
2303                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2304                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2305                         if (name)
2306                                 fprintf(out, "%s", name);
2307                         else
2308                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2309                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2310                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2311                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2312                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2313                 else
2314                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2315         }
2316 }
2317
2318 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2319                                 int sign, FILE *out)
2320 {
2321         int i;
2322         int first;
2323         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2324         isl_int v;
2325
2326         isl_int_init(v);
2327         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2328                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2329                         continue;
2330                 if (!first)
2331                         fprintf(out, " + ");
2332                 first = 0;
2333                 isl_int_abs(v, c[i]);
2334                 dump_term(bmap, v, i, out);
2335         }
2336         isl_int_clear(v);
2337         if (first)
2338                 fprintf(out, "0");
2339 }
2340
2341 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2342                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2343 {
2344         int i;
2345
2346         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2347
2348         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2349         fprintf(out, " %s ", op);
2350         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2351
2352         fprintf(out, "\n");
2353
2354         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2355                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2356                         continue;
2357                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2358                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2359                 abort();
2360         }
2361 }
2362
2363 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2364                                 isl_int **c, unsigned n,
2365                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2366 {
2367         int i;
2368
2369         for (i = 0; i < n; ++i)
2370                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2371 }
2372
2373 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2374 {
2375         int j;
2376         int first = 1;
2377         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2378
2379         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2380                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2381                         continue;
2382                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2383                         fprintf(out, "+");
2384                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2385                 first = 0;
2386         }
2387 }
2388
2389 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2390 {
2391         int i;
2392
2393         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2394         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2395
2396         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2397                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2398                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2399                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2400                 fprintf(out, ")/");
2401                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2402                 fprintf(out, "]\n");
2403         }
2404 }
2405
2406 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2407         FILE *out, int indent)
2408 {
2409         if (!bset) {
2410                 fprintf(out, "null basic set\n");
2411                 return;
2412         }
2413
2414         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2415         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2416                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2417                         bset->extra, bset->flags);
2418         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2419 }
2420
2421 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2422         FILE *out, int indent)
2423 {
2424         if (!bmap) {
2425                 fprintf(out, "null basic map\n");
2426                 return;
2427         }
2428
2429         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2430         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2431                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2432                 bmap->ref,
2433                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2434                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2435         dump(bmap, out, indent);
2436 }
2437
2438 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2439 {
2440         unsigned total;
2441         if (!bmap)
2442                 return -1;
2443         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2444         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2445         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2446         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2447         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2448         return 0;
2449 }
2450
2451 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2452         unsigned flags)
2453 {
2454         struct isl_set *set;
2455
2456         if (!dim)
2457                 return NULL;
2458         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2459         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2460         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2461                         sizeof(struct isl_set) +
2462                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2463         if (!set)
2464                 goto error;
2465
2466         set->ctx = dim->ctx;
2467         isl_ctx_ref(set->ctx);
2468         set->ref = 1;
2469         set->size = n;
2470         set->n = 0;
2471         set->dim = dim;
2472         set->flags = flags;
2473         return set;
2474 error:
2475         isl_space_free(dim);
2476         return NULL;
2477 }
2478
2479 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2480                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2481 {
2482         struct isl_set *set;
2483         isl_space *dims;
2484
2485         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2486         if (!dims)
2487                 return NULL;
2488
2489         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2490         return set;
2491 }
2492
2493 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2494  */
2495 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2496 {
2497         int i;
2498         struct isl_map *grown = NULL;
2499
2500         if (!map)
2501                 return NULL;
2502         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2503         if (map->n + n <= map->size)
2504                 return map;
2505         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2506         if (!grown)
2507                 goto error;
2508         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2509                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2510                 if (!grown->p[i])
2511                         goto error;
2512                 grown->n++;
2513         }
2514         isl_map_free(map);
2515         return grown;
2516 error:
2517         isl_map_free(grown);
2518         isl_map_free(map);
2519         return NULL;
2520 }
2521
2522 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2523  */
2524 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2525 {
2526         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2527 }
2528
2529 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2530 {
2531         int i;
2532         struct isl_set *dup;
2533
2534         if (!set)
2535                 return NULL;
2536
2537         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2538         if (!dup)
2539                 return NULL;
2540         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2541                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2542         return dup;
2543 }
2544
2545 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2546 {
2547         return isl_map_from_basic_map(bset);
2548 }
2549
2550 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2551 {
2552         struct isl_map *map;
2553
2554         if (!bmap)
2555                 return NULL;
2556
2557         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2558         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2559 }
2560
2561 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2562                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2563 {
2564         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2565                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2566 }
2567
2568 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2569 {
2570         int i;
2571
2572         if (!set)
2573                 return NULL;
2574
2575         if (--set->ref > 0)
2576                 return NULL;
2577
2578         isl_ctx_deref(set->ctx);
2579         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2580                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2581         isl_space_free(set->dim);
2582         free(set);
2583
2584         return NULL;
2585 }
2586
2587 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2588 {
2589         int i;
2590
2591         if (!set) {
2592                 fprintf(out, "null set\n");
2593                 return;
2594         }
2595
2596         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2597         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2598                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2599                         set->flags);
2600         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2601                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2602                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2603                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2604         }
2605 }
2606
2607 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2608 {
2609         int i;
2610
2611         if (!map) {
2612                 fprintf(out, "null map\n");
2613                 return;
2614         }
2615
2616         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2617         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2618                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2619                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2620                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2621         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2622                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2623                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2624                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2625         }
2626 }
2627
2628 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2629                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2630 {
2631         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2632
2633         if (!bmap || !bset)
2634                 goto error;
2635
2636         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2637                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2638
2639         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2640                 isl_assert(bset->ctx,
2641                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2642
2643         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2644         if (!bmap)
2645                 goto error;
2646         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2647                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2648         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2649         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2650
2651         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2652         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2653 error:
2654         isl_basic_map_free(bmap);
2655         isl_basic_set_free(bset);
2656         return NULL;
2657 }
2658
2659 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2660                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2661 {
2662         struct isl_basic_map *bmap_range;
2663
2664         if (!bmap || !bset)
2665                 goto error;
2666
2667         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2668                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2669
2670         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2671                 isl_assert(bset->ctx,
2672                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2673
2674         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2675                 isl_basic_set_free(bset);
2676                 return bmap;
2677         }
2678
2679         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2680         if (!bmap)
2681                 goto error;
2682         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2683                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2684         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2685         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2686
2687         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2688         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2689 error:
2690         isl_basic_map_free(bmap);
2691         isl_basic_set_free(bset);
2692         return NULL;
2693 }
2694
2695 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2696 {
2697         int i;
2698         unsigned total;
2699         isl_int s;
2700
2701         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2702         if (total != vec->size)
2703                 return -1;
2704
2705         isl_int_init(s);
2706
2707         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2708                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2709                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2710                         isl_int_clear(s);
2711                         return 0;
2712                 }
2713         }
2714
2715         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2716                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2717                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2718                         isl_int_clear(s);
2719                         return 0;
2720                 }
2721         }
2722
2723         isl_int_clear(s);
2724
2725         return 1;
2726 }
2727
2728 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2729 {
2730         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2731 }
2732
2733 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2734                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2735 {
2736         struct isl_vec *sample = NULL;
2737
2738         if (!bmap1 || !bmap2)
2739                 goto error;
2740
2741         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2742                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2743         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2744                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2745             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2746                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2747                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2748
2749         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2750                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2751                 isl_assert(bmap1->ctx,
2752                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2753
2754         if (bmap1->sample &&
2755             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2756             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2757                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2758         else if (bmap2->sample &&
2759             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2760             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2761                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2762
2763         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2764         if (!bmap1)
2765                 goto error;
2766         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2767                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2768         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2769
2770         if (!bmap1)
2771                 isl_vec_free(sample);
2772         else if (sample) {
2773                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2774                 bmap1->sample = sample;
2775         }
2776
2777         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2778         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2779 error:
2780         if (sample)
2781                 isl_vec_free(sample);
2782         isl_basic_map_free(bmap1);
2783         isl_basic_map_free(bmap2);
2784         return NULL;
2785 }
2786
2787 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2788                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2789 {
2790         return (struct isl_basic_set *)
2791                 isl_basic_map_intersect(
2792                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2793                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2794 }
2795
2796 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2797         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2798 {
2799         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2800 }
2801
2802 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2803  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2804  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2805  * added to the other map.
2806  */
2807 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2808         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2809 {
2810         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2811         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2812         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2813         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2814
2815         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2816                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2817
2818         isl_assert(map2->ctx,
2819                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2820
2821         map1 = isl_map_cow(map1);
2822         if (!map1)
2823                 goto error;
2824         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2825                 isl_map_free(map2);
2826                 return map1;
2827         }
2828         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2829         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2830                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2831         else
2832                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2833                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2834
2835         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2836         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2837         if (!map1->p[0])
2838                 goto error;
2839
2840         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2841                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2842                 map1->n = 0;
2843         }
2844
2845         isl_map_free(map2);
2846
2847         return map1;
2848 error:
2849         isl_map_free(map1);
2850         isl_map_free(map2);
2851         return NULL;
2852 }
2853
2854 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2855  * space as map1.
2856  */
2857 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2858         __isl_take isl_map *map2)
2859 {
2860         unsigned flags = 0;
2861         isl_map *result = NULL;
2862         int i, j;
2863
2864         if (!map1 || !map2)
2865                 goto error;
2866
2867         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2868              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2869             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2870                 isl_map_free(map2);
2871                 return map1;
2872         }
2873         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2874              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2875             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2876                 isl_map_free(map1);
2877                 return map2;
2878         }
2879
2880         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2881             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2882             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2883             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2884              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2885                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2886
2887         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2888                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2889                 isl_assert(map1->ctx,
2890                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2891
2892         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2893             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2894                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2895
2896         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2897                                 map1->n * map2->n, flags);
2898         if (!result)
2899                 goto error;
2900         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2901                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2902                         struct isl_basic_map *part;
2903                         part = isl_basic_map_intersect(
2904                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2905                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2906                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2907                                 goto error;
2908                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2909                         if (!result)
2910                                 goto error;
2911                 }
2912         isl_map_free(map1);
2913         isl_map_free(map2);
2914         return result;
2915 error:
2916         isl_map_free(map1);
2917         isl_map_free(map2);
2918         isl_map_free(result);
2919         return NULL;
2920 }
2921
2922 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2923         __isl_take isl_map *map2)
2924 {
2925         if (!map1 || !map2)
2926                 goto error;
2927         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2928                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2929                         "spaces don't match", goto error);
2930         return map_intersect_internal(map1, map2);
2931 error:
2932         isl_map_free(map1);
2933         isl_map_free(map2);
2934         return NULL;
2935 }
2936
2937 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2938         __isl_take isl_map *map2)
2939 {
2940         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2941 }
2942
2943 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2944 {
2945         return (struct isl_set *)
2946                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2947                                   (struct isl_map *)set2);
2948 }
2949
2950 /* map_intersect_internal accepts intersections
2951  * with parameter domains, so we can just call that function.
2952  */
2953 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2954                 __isl_take isl_set *params)
2955 {
2956         return map_intersect_internal(map, params);
2957 }
2958
2959 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2960         __isl_take isl_map *map2)
2961 {
2962         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2963 }
2964
2965 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2966                 __isl_take isl_set *params)
2967 {
2968         return isl_map_intersect_params(set, params);
2969 }
2970
2971 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2972 {
2973         isl_space *dim;
2974         struct isl_basic_set *bset;
2975         unsigned in;
2976
2977         if (!bmap)
2978                 return NULL;
2979         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2980         if (!bmap)
2981                 return NULL;
2982         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2983         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2984         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2985         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2986         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2987 }
2988
2989 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2990         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2991 {
2992         isl_space *space;
2993
2994         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2995                 return bmap;
2996
2997         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2998         space = isl_space_reset(space, type);
2999         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3000         return bmap;
3001 }
3002
3003 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3004         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3005         unsigned pos, unsigned n)
3006 {
3007         isl_space *res_dim;
3008         struct isl_basic_map *res;
3009         struct isl_dim_map *dim_map;
3010         unsigned total, off;
3011         enum isl_dim_type t;
3012
3013         if (n == 0)
3014                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3015
3016         if (!bmap)
3017                 return NULL;
3018
3019         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3020
3021         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3022         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3023         off = 0;
3024         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3025                 if (t != type) {
3026                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3027                 } else {
3028                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3029                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3030                                                 0, pos, off);
3031                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3032                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3033                 }
3034                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3035         }
3036         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3037
3038         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3039                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3040         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3041                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3042         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3043                 isl_basic_map_free(bmap);
3044                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3045         }
3046         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3047         return isl_basic_map_finalize(res);
3048 }
3049
3050 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3051         __isl_take isl_basic_set *bset,
3052         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3053 {
3054         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3055 }
3056
3057 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3058                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3059 {
3060         if (!bmap)
3061                 return NULL;
3062         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3063                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3064 }
3065
3066 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3067                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3068 {
3069         if (!bset)
3070                 return NULL;
3071         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3072         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3073 error:
3074         isl_basic_set_free(bset);
3075         return NULL;
3076 }
3077
3078 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3079         enum isl_dim_type type)
3080 {
3081         isl_space *space;
3082
3083         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3084                 return map;
3085
3086         space = isl_map_get_space(map);
3087         space = isl_space_reset(space, type);
3088         map = isl_map_reset_space(map, space);
3089         return map;
3090 }
3091
3092 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3093                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3094 {
3095         int i;
3096
3097         if (n == 0)
3098                 return map_space_reset(map, type);
3099
3100         map = isl_map_cow(map);
3101         if (!map)
3102                 return NULL;
3103
3104         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3105         if (!map->dim)
3106                 goto error;
3107
3108         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3109                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3110                 if (!map->p[i])
3111                         goto error;
3112         }
3113
3114         return map;
3115 error:
3116         isl_map_free(map);
3117         return NULL;
3118 }
3119
3120 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3121                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3122 {
3123         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3124 }
3125
3126 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3127                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3128 {
3129         if (!map)
3130                 return NULL;
3131         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3132 }
3133
3134 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3135                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3136 {
3137         if (!set)
3138                 return NULL;
3139         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3140         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3141 error:
3142         isl_set_free(set);
3143         return NULL;
3144 }
3145
3146 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3147         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3148         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3149         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3150 {
3151         struct isl_dim_map *dim_map;
3152         struct isl_basic_map *res;
3153         enum isl_dim_type t;
3154         unsigned total, off;
3155
3156         if (!bmap)
3157                 return NULL;
3158         if (n == 0)
3159                 return bmap;
3160
3161         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3162                 goto error);
3163
3164         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3165                 return bmap;
3166
3167         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3168
3169         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3170             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3171                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3172                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3173                 if (!bmap)
3174                         return NULL;
3175
3176                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3177                                                 src_type, src_pos, n);
3178                 if (!bmap->dim)
3179                         goto error;
3180
3181                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3182
3183                 return bmap;
3184         }
3185
3186         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3187         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3188
3189         off = 0;
3190         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3191                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3192                 if (t == dst_type) {
3193                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3194                                             0, dst_pos, off);
3195                         off += dst_pos;
3196                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3197                                             src_pos, n, off);
3198                         off += n;
3199                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3200                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3201                         off += size - dst_pos;
3202                 } else if (t == src_type) {
3203                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3204                                             0, src_pos, off);
3205                         off += src_pos;
3206                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3207                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3208                         off += size - src_pos - n;
3209                 } else {
3210                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3211                         off += size;
3212                 }
3213         }
3214         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3215
3216         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3217                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3218         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3219
3220         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3221                                         src_type, src_pos, n);
3222         if (!bmap->dim)
3223                 goto error;
3224
3225         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3226         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3227         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3228
3229         return bmap;
3230 error:
3231         isl_basic_map_free(bmap);
3232         return NULL;
3233 }
3234
3235 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3236         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3237         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3238 {
3239         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3240                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3241 }
3242
3243 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3244         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3245         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3246 {
3247         if (!set)
3248                 return NULL;
3249         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3250         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3251                                         src_type, src_pos, n);
3252 error:
3253         isl_set_free(set);
3254         return NULL;
3255 }
3256
3257 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3258         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3259         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3260 {
3261         int i;
3262
3263         if (!map)
3264                 return NULL;
3265         if (n == 0)
3266                 return map;
3267
3268         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3269                 goto error);
3270
3271         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3272                 return map;
3273
3274         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3275
3276         map = isl_map_cow(map);
3277         if (!map)
3278                 return NULL;
3279
3280         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3281         if (!map->dim)
3282                 goto error;
3283
3284         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3285                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3286                                                 dst_type, dst_pos,
3287                                                 src_type, src_pos, n);
3288                 if (!map->p[i])
3289                         goto error;
3290         }
3291
3292         return map;
3293 error:
3294         isl_map_free(map);
3295         return NULL;
3296 }
3297
3298 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3299  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3300  * That's the responsibility of the caller.
3301  */
3302 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3303         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3304 {
3305         struct isl_dim_map *dim_map;
3306         struct isl_basic_map *res;
3307         enum isl_dim_type t;
3308         unsigned total, off;
3309
3310         if (!bmap)
3311                 return NULL;
3312         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3313                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3314                 return bmap;
3315
3316         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3317         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3318
3319         off = 0;
3320         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3321                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3322                 if (t == type) {
3323                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3324                                             0, first, off);
3325                         off += first;
3326                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3327                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3328                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3329                                             first + n, size - (first + n), off);
3330                         off += size - (first + n);
3331                 } else {
3332                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3333                         off += size;
3334                 }
3335         }
3336         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3337
3338         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3339                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3340         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3341         return res;
3342 }
3343
3344 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3345  * into existentially quantified variables.
3346  */
3347 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3348                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3349                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3350 {
3351         int i;
3352         size_t row_size;
3353         isl_int **new_div;
3354         isl_int *old;
3355
3356         if (n == 0)
3357                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3358
3359         if (!bmap)
3360                 return NULL;
3361
3362         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3363                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3364
3365         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3366                         goto error);
3367
3368         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3369         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3370         if (!bmap)
3371                 return NULL;
3372
3373         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3374         old = bmap->block2.data;
3375         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3376                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3377         if (!bmap->block2.data)
3378                 goto error;
3379         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3380         if (!new_div)
3381                 goto error;
3382         for (i = 0; i < n; ++i) {
3383                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3384                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3385                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3386         }
3387         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3388                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3389         free(bmap->div);
3390         bmap->div = new_div;
3391         bmap->n_div += n;
3392         bmap->extra += n;
3393
3394         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3395         if (!bmap->dim)
3396                 goto error;
3397         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3398         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3399         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3400 error:
3401         isl_basic_map_free(bmap);
3402         return NULL;
3403 }
3404
3405 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3406  * into existentially quantified variables.
3407  */
3408 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3409                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3410 {
3411         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3412                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3413 }
3414
3415 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3416  * into existentially quantified variables.
3417  */
3418 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3419                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3420 {
3421         int i;
3422
3423         if (!map)
3424                 return NULL;
3425
3426         if (n == 0)
3427                 return map_space_reset(map, type);
3428
3429         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3430
3431         map = isl_map_cow(map);
3432         if (!map)
3433                 return NULL;
3434
3435         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3436         if (!map->dim)
3437                 goto error;
3438
3439         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3440                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3441                 if (!map->p[i])
3442                         goto error;
3443         }
3444
3445         return map;
3446 error:
3447         isl_map_free(map);
3448         return NULL;
3449 }
3450
3451 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3452  * into existentially quantified variables.
3453  */
3454 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3455                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3456 {
3457         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3458 }
3459
3460 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3461 {
3462         int i, j;
3463
3464         for (i = 0; i < n; ++i) {
3465                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3466                 if (j < 0)
3467                         goto error;
3468                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3469         }
3470         return bmap;
3471 error:
3472         isl_basic_map_free(bmap);
3473         return NULL;
3474 }
3475
3476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3477                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3478 {
3479         isl_space *dim_result = NULL;
3480         struct isl_basic_map *bmap;
3481         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3482         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3483
3484         if (!bmap1 || !bmap2)
3485                 goto error;
3486
3487         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3488                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3489
3490         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3491         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3492         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3493         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3494
3495         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3496         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3497         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3498         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3499         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3500         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3501         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3502         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3503         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3504         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3505         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3506
3507         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3508                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3509                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3510                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3511         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3512         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3513         bmap = add_divs(bmap, n);
3514         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3515         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3516         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3517 error:
3518         isl_basic_map_free(bmap1);
3519         isl_basic_map_free(bmap2);
3520         return NULL;
3521 }
3522
3523 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3524                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3525 {
3526         if (!bset || !bmap)
3527                 goto error;
3528
3529         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3530                     goto error);
3531
3532         return (struct isl_basic_set *)
3533                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3534 error:
3535         isl_basic_set_free(bset);
3536         isl_basic_map_free(bmap);
3537         return NULL;
3538 }
3539
3540 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3541                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3542 {
3543         if (!bmap1 || !bmap2)
3544                 goto error;
3545
3546         isl_assert(bmap1->ctx,
3547             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3548         isl_assert(bmap1->ctx,
3549             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3550             goto error);
3551
3552         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3553         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3554         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3555 error:
3556         isl_basic_map_free(bmap1);
3557         isl_basic_map_free(bmap2);
3558         return NULL;
3559 }
3560
3561 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3562  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3563  */
3564 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3565                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3566 {
3567         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3568         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3569         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3570         int i;
3571
3572         if (!bmap1 || !bmap2)
3573                 goto error;
3574
3575         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3576                 goto error);
3577
3578         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3579         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3580         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3581
3582         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3583         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3584         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3585         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3586         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3587         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3588         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3589         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3590         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3591         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3592         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3593
3594         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3595                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3596                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3597                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3598         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3599                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3600                 if (j < 0)
3601                         goto error;
3602                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3603                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3604                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3605                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3606         }
3607         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3608         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3609         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3610
3611         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3612         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3613 error:
3614         isl_basic_map_free(bmap);
3615         isl_basic_map_free(bmap1);
3616         isl_basic_map_free(bmap2);
3617         return NULL;
3618 }
3619
3620 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3621  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3622  */
3623 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3624 {
3625         struct isl_map *result;
3626         int i, j;
3627
3628         if (!map1 || !map2)
3629                 goto error;
3630
3631         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3632
3633         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3634                                 map1->n * map2->n, 0);
3635         if (!result)
3636                 goto error;
3637         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3638                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3639                         struct isl_basic_map *part;
3640                         part = isl_basic_map_sum(
3641                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3642                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3643                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3644                                 isl_basic_map_free(part);
3645                         else
3646                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3647                         if (!result)
3648                                 goto error;
3649                 }
3650         isl_map_free(map1);
3651         isl_map_free(map2);
3652         return result;
3653 error:
3654         isl_map_free(map1);
3655         isl_map_free(map2);
3656         return NULL;
3657 }
3658
3659 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3660         __isl_take isl_set *set2)
3661 {
3662         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3663 }
3664
3665 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3666  */
3667 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3668 {
3669         int i, j;
3670         unsigned off, n;
3671
3672         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3673         if (!bmap)
3674                 return NULL;
3675
3676         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3677         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3678         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3679                 for (j = 0; j < n; ++j)
3680                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3681         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3682                 for (j = 0; j < n; ++j)
3683                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3684         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3685                 for (j = 0; j < n; ++j)
3686                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3687         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3688         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3689 }
3690
3691 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3692 {
3693         return isl_basic_map_neg(bset);
3694 }
3695
3696 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3697  */
3698 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3699 {
3700         int i;
3701
3702         map = isl_map_cow(map);
3703         if (!map)
3704                 return NULL;
3705
3706         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3707                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3708                 if (!map->p[i])
3709                         goto error;
3710         }
3711
3712         return map;
3713 error:
3714         isl_map_free(map);
3715         return NULL;
3716 }
3717
3718 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3719 {
3720         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3721 }
3722
3723 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3724  * A -> floor(f(A)/d).
3725  */
3726 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3727                 isl_int d)
3728 {
3729         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3730         struct isl_basic_map *result = NULL;
3731         struct isl_dim_map *dim_map;
3732         int i;
3733
3734         if (!bmap)
3735                 return NULL;
3736
3737         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3738         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3739         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3740
3741         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3742         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3743         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3744         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3745         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3746         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3747
3748         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3749                         bmap->n_div + n_out,
3750                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3751         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3752         result = add_divs(result, n_out);
3753         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3754                 int j;
3755                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3756                 if (j < 0)
3757                         goto error;
3758                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3759                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3760                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3761                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3762                 if (j < 0)
3763                         goto error;
3764                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3765                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3766                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3767                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3768         }
3769
3770         result = isl_basic_map_simplify(result);
3771         return isl_basic_map_finalize(result);
3772 error:
3773         isl_basic_map_free(result);
3774         return NULL;
3775 }
3776
3777 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3778  * A -> floor(f(A)/d).
3779  */
3780 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3781 {
3782         int i;
3783
3784         map = isl_map_cow(map);
3785         if (!map)
3786                 return NULL;
3787
3788         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3789         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3790         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3791                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3792                 if (!map->p[i])
3793                         goto error;
3794         }
3795
3796         return map;
3797 error:
3798         isl_map_free(map);
3799         return NULL;
3800 }
3801
3802 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3803 {
3804         int i;
3805         unsigned nparam;
3806         unsigned n_in;
3807
3808         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3809         if (i < 0)
3810                 goto error;
3811         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3812         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3813         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3814         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3815         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3816         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3817 error:
3818         isl_basic_map_free(bmap);
3819         return NULL;
3820 }
3821
3822 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3823  */
3824 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3825 {
3826         int i;
3827         unsigned nparam;
3828         unsigned n_in;
3829
3830         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3831         if (i < 0)
3832                 goto error;
3833         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3834         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3835         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3836         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3837         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3838         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3839         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3840 error:
3841         isl_basic_map_free(bmap);
3842         return NULL;
3843 }
3844
3845 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3846  */
3847 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3848         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3849 {
3850         int i;
3851         unsigned nparam;
3852         unsigned n_in;
3853
3854         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3855         if (i < 0)
3856                 goto error;
3857         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3858         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3859         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3860         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3861         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3862         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3863 error:
3864         isl_basic_map_free(bmap);
3865         return NULL;
3866 }
3867
3868 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3869  */
3870 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3871 {
3872         int i;
3873         unsigned nparam;
3874         unsigned n_in;
3875
3876         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3877         if (i < 0)
3878                 goto error;
3879         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3880         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3881         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3882         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3883         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3884         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3885         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3886 error:
3887         isl_basic_map_free(bmap);
3888         return NULL;
3889 }
3890
3891 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3892  */
3893 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3894         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3895 {
3896         int i;
3897         unsigned nparam;
3898         unsigned n_in;
3899
3900         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3901         if (i < 0)
3902                 goto error;
3903         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3904         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3905         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3906         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3907         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3908         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3909 error:
3910         isl_basic_map_free(bmap);
3911         return NULL;
3912 }
3913
3914 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3915         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3916 {
3917         int i;
3918         struct isl_basic_map *bmap;
3919         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3920         if (!bmap)
3921                 return NULL;
3922         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3923                 bmap = var_equal(bmap, i);
3924         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3925 }
3926
3927 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3928  */
3929 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3930         unsigned pos)
3931 {
3932         int i;
3933         struct isl_basic_map *bmap;
3934         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3935         if (!bmap)
3936                 return NULL;
3937         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3938                 bmap = var_equal(bmap, i);
3939         if (bmap)
3940                 bmap = var_less(bmap, pos);
3941         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3942 }
3943
3944 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3945  */
3946 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3947         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3948 {
3949         int i;
3950         isl_basic_map *bmap;
3951
3952         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3953         for (i = 0; i < pos; ++i)
3954                 bmap = var_equal(bmap, i);
3955         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3956         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3957 }
3958
3959 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3960  */
3961 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3962         unsigned pos)
3963 {
3964         int i;
3965         struct isl_basic_map *bmap;
3966         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3967         if (!bmap)
3968                 return NULL;
3969         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3970                 bmap = var_equal(bmap, i);
3971         if (bmap)
3972                 bmap = var_more(bmap, pos);
3973         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3974 }
3975
3976 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3977  */
3978 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3979         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3980 {
3981         int i;
3982         isl_basic_map *bmap;
3983
3984         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3985         for (i = 0; i < pos; ++i)
3986                 bmap = var_equal(bmap, i);
3987         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3988         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3989 }
3990
3991 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3992         unsigned n, int equal)
3993 {
3994         struct isl_map *map;
3995         int i;
3996
3997         if (n == 0 && equal)
3998                 return isl_map_universe(dims);
3999
4000         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4001
4002         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4003                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4004                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4005         if (n > 0) {
4006                 if (equal)
4007                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4008                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4009                 else
4010                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4011                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4012         } else
4013                 isl_space_free(dims);
4014
4015         return map;
4016 }
4017
4018 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4019 {
4020         if (!dims)
4021                 return NULL;
4022         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4023 }
4024
4025 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4026 {
4027         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4028 }
4029
4030 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4031 {
4032         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4033 }
4034
4035 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4036 {
4037         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4038 }
4039
4040 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4041 {
4042         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4043 }
4044
4045 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4046         unsigned n, int equal)
4047 {
4048         struct isl_map *map;
4049         int i;
4050
4051         if (n == 0 && equal)
4052                 return isl_map_universe(dims);
4053
4054         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4055
4056         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4057                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4058                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4059         if (n > 0) {
4060                 if (equal)
4061                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4062                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4063                 else
4064                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4065                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4066         } else
4067                 isl_space_free(dims);
4068
4069         return map;
4070 }
4071
4072 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4073 {
4074         if (!dims)
4075                 return NULL;
4076         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4077 }
4078
4079 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4080 {
4081         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4082 }
4083
4084 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4085 {
4086         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4087 }
4088
4089 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4090 {
4091         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4092 }
4093
4094 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4095 {
4096         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4097 }
4098
4099 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4100         __isl_take isl_set *set2)
4101 {
4102         isl_map *map;
4103         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4104         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4105         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4106         return map;
4107 }
4108
4109 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4110         __isl_take isl_set *set2)
4111 {
4112         isl_map *map;
4113         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4114         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4115         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4116         return map;
4117 }
4118
4119 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4120         __isl_take isl_set *set2)
4121 {
4122         isl_map *map;
4123         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4124         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4125         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4126         return map;
4127 }
4128
4129 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4130         __isl_take isl_set *set2)
4131 {
4132         isl_map *map;
4133         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4134         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4135         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4136         return map;
4137 }
4138
4139 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4140         __isl_take isl_map *map2)
4141 {
4142         isl_map *map;
4143         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4144         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4145         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4146         return map;
4147 }
4148
4149 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4150         __isl_take isl_map *map2)
4151 {
4152         isl_map *map;
4153         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4154         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4155         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4156         return map;
4157 }
4158
4159 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4160         __isl_take isl_map *map2)
4161 {
4162         isl_map *map;
4163         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4164         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4165         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4166         return map;
4167 }
4168
4169 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4170         __isl_take isl_map *map2)
4171 {
4172         isl_map *map;
4173         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4174         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4175         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4176         return map;
4177 }
4178
4179 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4180         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4181 {
4182         struct isl_basic_map *bmap;
4183
4184         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4185         if (!bset || !dim)
4186                 goto error;
4187
4188         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4189         isl_space_free(bset->dim);
4190         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4191         bmap->dim = dim;
4192         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4193 error:
4194         isl_basic_set_free(bset);
4195         isl_space_free(dim);
4196         return NULL;
4197 }
4198
4199 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4200 {
4201         if (!bmap)
4202                 goto error;
4203         if (bmap->dim->n_in == 0)
4204                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4205         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4206         if (!bmap)
4207                 goto error;
4208         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4209         if (!bmap->dim)
4210                 goto error;
4211         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4212         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4213 error:
4214         isl_basic_map_free(bmap);
4215         return NULL;
4216 }
4217
4218 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4219  *
4220  *              f - m d >= 0
4221  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4222  *
4223  * Note that the second constraint is the negation of
4224  *
4225  *              f - m d >= n
4226  */
4227 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4228         unsigned pos, isl_int *div)
4229 {
4230         int i, j;
4231         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4232
4233         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4234         if (i < 0)
4235                 return -1;
4236         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4237         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4238
4239         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4240         if (j < 0)
4241                 return -1;
4242         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4243         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4244         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4245         return j;
4246 }
4247
4248 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4249         unsigned pos, isl_int *div)
4250 {
4251         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4252                                                         pos, div);
4253 }
4254
4255 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4256 {
4257         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4258         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4259
4260         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4261                                                         bmap->div[div]);
4262 }
4263
4264 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4265 {
4266         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4267 }
4268
4269 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4270                 struct isl_basic_map *bmap)
4271 {
4272         if (!bmap)
4273                 goto error;
4274         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4275             bmap->n_div == 0 &&
4276             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4277             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4278                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4279         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4280         if (!bmap)
4281                 goto error;
4282         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4283         if (!bmap->dim)
4284                 goto error;
4285         bmap->extra -= bmap->n_div;
4286         bmap->n_div = 0;
4287         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4288         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4289 error:
4290         isl_basic_map_free(bmap);
4291         return NULL;
4292 }
4293
4294 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4295                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4296 {
4297         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4298 }
4299
4300 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4301         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4302 {
4303         struct isl_basic_map *bmap;
4304         struct isl_ctx *ctx;
4305         unsigned total;
4306         int i;
4307
4308         if (!bset || !like)
4309                 goto error;
4310         ctx = bset->ctx;
4311         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4312         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4313         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4314                         goto error);
4315         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4316                 isl_basic_map_free(like);
4317                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4318         }
4319         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4320         if (!bset)
4321                 goto error;
4322         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4323         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4324         isl_space_free(bmap->dim);
4325         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4326         if (!bmap->dim)
4327                 goto error;
4328         bmap->n_div = like->n_div;
4329         bmap->extra += like->n_div;
4330         if (bmap->extra) {
4331                 unsigned ltotal;
4332                 isl_int **div;
4333                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4334                 if (ltotal > total)
4335                         ltotal = total;
4336                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4337                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4338                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4339                         goto error;
4340                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4341                 if (!div)
4342                         goto error;
4343                 bmap->div = div;
4344                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4345                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4346                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4347                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4348                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4349                 }
4350                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4351                                                         0, 2 * like->n_div);
4352                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4353                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4354                                 continue;
4355                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4356                                 goto error;
4357                 }
4358         }
4359         isl_basic_map_free(like);
4360         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4361         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4362         return bmap;
4363 error:
4364         isl_basic_map_free(like);
4365         isl_basic_set_free(bset);
4366         return NULL;
4367 }
4368
4369 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4370         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4371 {
4372         return (struct isl_basic_set *)
4373                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4374 }
4375
4376 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4377         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4378 {
4379         int i;
4380
4381         if (!set || !like)
4382                 goto error;
4383         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4384                     goto error);
4385         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4386                 isl_basic_set_free(like);
4387                 return set;
4388         }
4389         set = isl_set_cow(set);
4390         if (!set)
4391                 goto error;
4392         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4393                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4394                                                       isl_basic_set_copy(like));
4395                 if (!set->p[i])
4396                         goto error;
4397         }
4398         isl_space_free(set->dim);
4399         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4400         if (!set->dim)
4401                 goto error;
4402         isl_basic_set_free(like);
4403         return set;
4404 error:
4405         isl_basic_set_free(like);
4406         isl_set_free(set);
4407         return NULL;
4408 }
4409
4410 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4411 {
4412         int i;
4413
4414         map = isl_map_cow(map);
4415         if (!map)
4416                 return NULL;
4417         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4418         if (!map->dim)
4419                 goto error;
4420
4421         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4422                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4423                                 goto error);
4424         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4425                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4426                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4427                 if (!map->p[i])
4428                         goto error;
4429         }
4430         if (map->n == 0)
4431                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4432         else {
4433                 isl_space_free(map->dim);
4434                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4435         }
4436         if (!map->dim)
4437                 goto error;
4438         return (struct isl_set *)map;
4439 error:
4440         isl_map_free(map);
4441         return NULL;
4442 }
4443
4444 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4445 {
4446         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4447 }
4448
4449 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4450         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4451 {
4452         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4453         if (!bmap || !dim)
4454                 goto error;
4455
4456         isl_space_free(bmap->dim);
4457         bmap->dim = dim;
4458
4459         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4460
4461         return bmap;
4462 error:
4463         isl_basic_map_free(bmap);
4464         isl_space_free(dim);
4465         return NULL;
4466 }
4467
4468 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4469         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4470 {
4471         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4472                                                         dim);
4473 }
4474
4475 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4476         __isl_take isl_space *dim)
4477 {
4478         int i;
4479
4480         map = isl_map_cow(map);
4481         if (!map || !dim)
4482                 goto error;
4483
4484         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4485                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4486                                                     isl_space_copy(dim));
4487                 if (!map->p[i])
4488                         goto error;
4489         }
4490         isl_space_free(map->dim);
4491         map->dim = dim;
4492
4493         return map;
4494 error:
4495         isl_map_free(map);
4496         isl_space_free(dim);
4497         return NULL;
4498 }
4499
4500 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4501         __isl_take isl_space *dim)
4502 {
4503         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4504 }
4505
4506 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4507  */
4508 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4509 {
4510         isl_space *space;
4511         unsigned n;
4512
4513         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4514                 return bset;
4515
4516         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4517         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4518         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4519         space = isl_space_params(space);
4520         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4521         return bset;
4522 }
4523
4524 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4525  */
4526 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4527         __isl_take isl_basic_set *bset)
4528 {
4529         isl_space *space;
4530         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4531         space = isl_space_set_from_params(space);
4532         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4533         return bset;
4534 }
4535
4536 /* Compute the parameter domain of the given set.
4537  */
4538 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4539 {
4540         isl_space *space;
4541         unsigned n;
4542
4543         if (isl_set_is_params(set))
4544                 return set;
4545
4546         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4547         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4548         space = isl_set_get_space(set);
4549         space = isl_space_params(space);
4550         set = isl_set_reset_space(set, space);
4551         return set;
4552 }
4553
4554 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4555  */
4556 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4557 {
4558         isl_space *space;
4559         space = isl_set_get_space(set);
4560         space = isl_space_set_from_params(space);
4561         set = isl_set_reset_space(set, space);
4562         return set;
4563 }
4564
4565 /* Compute the parameter domain of the given map.
4566  */
4567 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4568 {
4569         isl_space *space;
4570         unsigned n;
4571
4572         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4573         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4574         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4575         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4576         space = isl_map_get_space(map);
4577         space = isl_space_params(space);
4578         map = isl_map_reset_space(map, space);
4579         return map;
4580 }
4581
4582 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4583 {
4584         isl_space *dim;
4585         struct isl_basic_set *domain;
4586         unsigned n_in;
4587         unsigned n_out;
4588
4589         if (!bmap)
4590                 return NULL;
4591         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4592
4593         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4594         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4595         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4596         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4597
4598         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4599
4600         return domain;
4601 }
4602
4603 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4604 {
4605         if (!bmap)
4606                 return -1;
4607         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4608 }
4609
4610 /* Is this basic map actually a set?
4611  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4612  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4613  */
4614 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4615 {
4616         if (!bmap)
4617                 return -1;
4618         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4619 }
4620
4621 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4622 {
4623         if (!bmap)
4624                 return NULL;
4625         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4626                 return bmap;
4627         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4628 }
4629
4630 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4631         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4632 {
4633         int i, k;
4634         isl_space *dim;
4635         isl_basic_map *domain;
4636         int nparam, n_in, n_out;
4637         unsigned total;
4638
4639         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4640         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4641         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4642
4643         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4644         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4645
4646         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4647         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4648         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4649
4650         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4651
4652         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4653                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4654                 if (k < 0)
4655                         goto error;
4656                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4657                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4658                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4659         }
4660
4661         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4662         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4663 error:
4664         isl_basic_map_free(bmap);
4665         return NULL;
4666 }
4667
4668 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4669         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4670 {
4671         int i, k;
4672         isl_space *dim;
4673         isl_basic_map *range;
4674         int nparam, n_in, n_out;
4675         unsigned total;
4676
4677         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4678         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4679         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4680
4681         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4682         range = isl_basic_map_universe(dim);
4683
4684         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4685         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4686         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4687
4688         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4689
4690         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4691                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4692                 if (k < 0)
4693                         goto error;
4694                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4695                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4696                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4697         }
4698
4699         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4700         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4701 error:
4702         isl_basic_map_free(bmap);
4703         return NULL;
4704 }
4705
4706 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4707 {
4708         if (!map)
4709                 return -1;
4710         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4711 }
4712
4713 /* Is this map actually a set?
4714  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4715  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4716  */
4717 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4718 {
4719         if (!map)
4720                 return -1;
4721         return isl_space_is_set(map->dim);
4722 }
4723
4724 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4725 {
4726         int i;
4727         struct isl_set *set;
4728
4729         if (!map)
4730                 goto error;
4731         if (isl_map_is_set(map))
4732                 return (isl_set *)map;
4733
4734         map = isl_map_cow(map);
4735         if (!map)
4736                 goto error;
4737
4738         set = (struct isl_set *) map;
4739         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4740         if (!set->dim)
4741                 goto error;
4742         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4743                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4744                 if (!set->p[i])
4745                         goto error;
4746         }
4747         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4748         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4749         return set;
4750 error:
4751         isl_map_free(map);
4752         return NULL;
4753 }
4754
4755 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4756 {
4757         int i;
4758         isl_space *domain_dim;
4759
4760         map = isl_map_cow(map);
4761         if (!map)
4762                 return NULL;
4763
4764         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4765         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4766         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4767         if (!map->dim)
4768                 goto error;
4769         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4770                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4771                 if (!map->p[i])
4772                         goto error;
4773         }
4774         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4775         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4776         return map;
4777 error:
4778         isl_map_free(map);
4779         return NULL;
4780 }
4781
4782 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4783 {
4784         int i;
4785         isl_space *range_dim;
4786
4787         map = isl_map_cow(map);
4788         if (!map)
4789                 return NULL;
4790
4791         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4792         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4793         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4794         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4795         if (!map->dim)
4796                 goto error;
4797         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4798                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4799                 if (!map->p[i])
4800                         goto error;
4801         }
4802         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4803         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4804         return map;
4805 error:
4806         isl_map_free(map);
4807         return NULL;
4808 }
4809
4810 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4811         __isl_take isl_space *dim)
4812 {
4813         int i;
4814         struct isl_map *map = NULL;
4815
4816         set = isl_set_cow(set);
4817         if (!set || !dim)
4818                 goto error;
4819         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4820         map = (struct isl_map *)set;
4821         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4822                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4823                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4824                 if (!map->p[i])
4825                         goto error;
4826         }
4827         isl_space_free(map->dim);
4828         map->dim = dim;
4829         return map;
4830 error:
4831         isl_space_free(dim);
4832         isl_set_free(set);
4833         return NULL;
4834 }
4835
4836 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4837         __isl_take isl_basic_set *bset)
4838 {
4839         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4840 }
4841
4842 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4843         __isl_take isl_basic_set *bset)
4844 {
4845         isl_space *space;
4846         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4847         space = isl_space_from_range(space);
4848         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4849         return (isl_basic_map *)bset;
4850 }
4851
4852 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4853 {
4854         isl_space *space;
4855         space = isl_set_get_space(set);
4856         space = isl_space_from_range(space);
4857         set = isl_set_reset_space(set, space);
4858         return (struct isl_map *)set;
4859 }
4860
4861 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4862 {
4863         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4864 }
4865
4866 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4867         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4868 {
4869         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4870 }
4871
4872 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4873         __isl_take isl_set *range)
4874 {
4875         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4876 }
4877
4878 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4879 {
4880         int i;
4881         struct isl_set *set = NULL;
4882
4883         if (!map)
4884                 return NULL;
4885         map = isl_map_cow(map);
4886         if (!map)
4887                 return NULL;
4888         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4889         if (!map->dim)
4890                 goto error;
4891         set = (struct isl_set *)map;
4892         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4893                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4894                 if (!set->p[i])
4895                         goto error;
4896         }
4897         return set;
4898 error:
4899         isl_map_free(map);
4900         return NULL;
4901 }
4902
4903 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4904         unsigned flags)
4905 {
4906         struct isl_map *map;
4907
4908         if (!dim)
4909                 return NULL;
4910         if (n < 0)
4911                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4912                         "negative number of basic maps", goto error);
4913         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4914                         sizeof(struct isl_map) +
4915                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4916         if (!map)
4917                 goto error;
4918
4919         map->ctx = dim->ctx;
4920         isl_ctx_ref(map->ctx);
4921         map->ref = 1;
4922         map->size = n;
4923         map->n = 0;
4924         map->dim = dim;
4925         map->flags = flags;
4926         return map;
4927 error:
4928         isl_space_free(dim);
4929         return NULL;
4930 }
4931
4932 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4933                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4934                 unsigned flags)
4935 {
4936         struct isl_map *map;
4937         isl_space *dims;
4938
4939         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4940         if (!dims)
4941                 return NULL;
4942
4943         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4944         return map;
4945 }
4946
4947 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4948 {
4949         struct isl_basic_map *bmap;
4950         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4951         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4952         return bmap;
4953 }
4954
4955 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4956 {
4957         struct isl_basic_set *bset;
4958         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4959         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4960         return bset;
4961 }
4962
4963 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4964 {
4965         struct isl_basic_map *bmap;
4966         if (!model)
4967                 return NULL;
4968         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4969         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4970         return bmap;
4971 }
4972
4973 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4974 {
4975         struct isl_basic_map *bmap;
4976         if (!model)
4977                 return NULL;
4978         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4979         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4980         return bmap;
4981 }
4982
4983 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4984 {
4985         struct isl_basic_set *bset;
4986         if (!model)
4987                 return NULL;
4988         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4989         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4990         return bset;
4991 }
4992
4993 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4994 {
4995         struct isl_basic_map *bmap;
4996         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4997         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4998         return bmap;
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5002 {
5003         struct isl_basic_set *bset;
5004         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5005         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5006         return bset;
5007 }
5008
5009 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5010 {
5011         int i;
5012         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5013         isl_basic_map *bmap;
5014
5015         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5016         for (i = 0; i < total; ++i) {
5017                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5018                 if (k < 0)
5019                         goto error;
5020                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5021                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5022         }
5023         return bmap;
5024 error:
5025         isl_basic_map_free(bmap);
5026         return NULL;
5027 }
5028
5029 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5030 {
5031         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5032 }
5033
5034 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5035 {
5036         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5037 }
5038
5039 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5040 {
5041         return isl_map_nat_universe(dim);
5042 }
5043
5044 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5045                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5046 {
5047         if (!model)
5048                 return NULL;
5049         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5050 }
5051
5052 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5053 {
5054         if (!model)
5055                 return NULL;
5056         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5057 }
5058
5059 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5060         __isl_keep isl_set *model)
5061 {
5062         if (!model)
5063                 return NULL;
5064         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5065 }
5066
5067 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5068 {
5069         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5070 }
5071
5072 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5073 {
5074         if (!model)
5075                 return NULL;
5076         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5077 }
5078
5079 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5080 {
5081         if (!model)
5082                 return NULL;
5083         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5084 }
5085
5086 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5087 {
5088         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5089 }
5090
5091 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5092 {
5093         if (!model)
5094                 return NULL;
5095         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5096 }
5097
5098 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5099 {
5100         struct isl_map *map;
5101         if (!dim)
5102                 return NULL;
5103         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5104         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5105         return map;
5106 }
5107
5108 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5109 {
5110         struct isl_set *set;
5111         if (!dim)
5112                 return NULL;
5113         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5114         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5115         return set;
5116 }
5117
5118 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5119 {
5120         if (!model)
5121                 return NULL;
5122         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5123 }
5124
5125 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5126 {
5127         int i;
5128         struct isl_map *dup;
5129
5130         if (!map)
5131                 return NULL;
5132         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5133         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5134                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5135         return dup;
5136 }
5137
5138 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5139                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5140 {
5141         if (!bmap || !map)
5142                 goto error;
5143         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5144                 isl_basic_map_free(bmap);
5145                 return map;
5146         }
5147         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5148         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5149         map->p[map->n] = bmap;
5150         map->n++;
5151         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5152         return map;
5153 error:
5154         if (map)
5155                 isl_map_free(map);
5156         if (bmap)
5157                 isl_basic_map_free(bmap);
5158         return NULL;
5159 }
5160
5161 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5162 {
5163         int i;
5164
5165         if (!map)
5166                 return NULL;
5167
5168         if (--map->ref > 0)
5169                 return NULL;
5170
5171         isl_ctx_deref(map->ctx);
5172         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5173                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5174         isl_space_free(map->dim);
5175         free(map);
5176
5177         return NULL;
5178 }
5179
5180 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5181                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5182 {
5183         int i;
5184
5185         base = isl_map_cow(base);
5186         if (!base)
5187                 return NULL;
5188
5189         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5190         if (!base->dim)
5191                 goto error;
5192         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5193                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5194                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5195                 if (!base->p[i])
5196                         goto error;
5197         }
5198         return base;
5199 error:
5200         isl_map_free(base);
5201         return NULL;
5202 }
5203
5204 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5205                 unsigned nparam, unsigned dim)
5206 {
5207         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5208                                                         nparam, 0, dim);
5209 }
5210
5211 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5212         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5213 {
5214         int j;
5215
5216         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5217         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5218         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5219         if (j < 0)
5220                 goto error;
5221         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5222         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5223         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5224         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5225         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5226 error:
5227         isl_basic_map_free(bmap);
5228         return NULL;
5229 }
5230
5231 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5232         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5233 {
5234         int j;
5235
5236         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5237         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5238         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5239         if (j < 0)
5240                 goto error;
5241         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5242         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5243         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5244         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5245         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5246 error:
5247         isl_basic_map_free(bmap);
5248         return NULL;
5249 }
5250
5251 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5252                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5253 {
5254         if (!bmap)
5255                 return NULL;
5256         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5257         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5258                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5259 error:
5260         isl_basic_map_free(bmap);
5261         return NULL;
5262 }
5263
5264 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5265                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5266 {
5267         if (!bmap)
5268                 return NULL;
5269         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5270         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5271                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5272 error:
5273         isl_basic_map_free(bmap);
5274         return NULL;
5275 }
5276
5277 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5278                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5279 {
5280         return (struct isl_basic_set *)
5281                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5282                                         type, pos, value);
5283 }
5284
5285 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5286                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5287 {
5288         return (struct isl_basic_set *)
5289                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5290                                         type, pos, value);
5291 }
5292
5293 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5294                 unsigned input, int value)
5295 {
5296         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5297 }
5298
5299 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5300                 unsigned dim, int value)
5301 {
5302         return (struct isl_basic_set *)
5303                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5304                                         isl_dim_set, dim, value);
5305 }
5306
5307 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5308 {
5309         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5310
5311         if (empty < 0)
5312                 return -1;
5313         if (!empty)
5314                 return 0;
5315
5316         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5317         if (i != map->n - 1) {
5318                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5319                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5320         }
5321         map->n--;
5322
5323         return 0;
5324 }
5325
5326 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5327                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5328 {
5329         int i;
5330
5331         map = isl_map_cow(map);
5332         if (!map)
5333                 return NULL;
5334
5335         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5336         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5337                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5338                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5339                         goto error;
5340         }
5341         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5342         return map;
5343 error:
5344         isl_map_free(map);
5345         return NULL;
5346 }
5347
5348 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5349                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5350 {
5351         return (struct isl_set *)
5352                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5353 }
5354
5355 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5356                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5357 {
5358         int i;
5359
5360         map = isl_map_cow(map);
5361         if (!map)
5362                 return NULL;
5363
5364         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5365         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5366                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5367                 if (!map->p[i])
5368                         goto error;
5369         }
5370         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5371         return map;
5372 error:
5373         isl_map_free(map);
5374         return NULL;
5375 }
5376
5377 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5378                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5379 {
5380         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5381 }
5382
5383 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5384                 unsigned input, int value)
5385 {
5386         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5387 }
5388
5389 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5390 {
5391         return (struct isl_set *)
5392                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5393 }
5394
5395 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5396         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5397         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5398 {
5399         int j;
5400
5401         if (!bmap)
5402                 return NULL;
5403         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5404         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5405         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5406         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5407         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5408         if (j < 0)
5409                 goto error;
5410         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5411         if (upper) {
5412                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5413                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5414         } else {
5415                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5416                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5417         }
5418         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5419         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5420 error:
5421         isl_basic_map_free(bmap);
5422         return NULL;
5423 }
5424
5425 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5426         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5427         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5428 {
5429         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5430 }
5431
5432 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5433  */
5434 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5435         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5436         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5437 {
5438         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5439 }
5440
5441 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5442         unsigned dim, isl_int value)
5443 {
5444         int j;
5445
5446         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5447         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5448         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5449         if (j < 0)
5450                 goto error;
5451         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5452         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5453         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5454         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5455         return isl_basic_set_finalize(bset);
5456 error:
5457         isl_basic_set_free(bset);
5458         return NULL;
5459 }
5460
5461 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5462         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5463 {
5464         int i;
5465
5466         map = isl_map_cow(map);
5467         if (!map)
5468                 return NULL;
5469
5470         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5471         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5472                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5473                                                  type, pos, value, upper);
5474                 if (!map->p[i])
5475                         goto error;
5476         }
5477         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5478         return map;
5479 error:
5480         isl_map_free(map);
5481         return NULL;
5482 }
5483
5484 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5485         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5486 {
5487         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5488 }
5489
5490 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5491         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5492 {
5493         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5494 }
5495
5496 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5497                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5498 {
5499         return (struct isl_set *)
5500                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5501 }
5502
5503 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5504         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5505 {
5506         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5507 }
5508
5509 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5510  * is set) to "value".
5511  */
5512 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5513         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5514         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5515 {
5516         int j;
5517
5518         if (!bmap)
5519                 return NULL;
5520         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5521                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5522                         "index out of bounds", goto error);
5523         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5524         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5525         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5526         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5527         if (j < 0)
5528                 goto error;
5529         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5530         if (upper) {
5531                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5532                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5533         } else {
5534                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5535                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5536         }
5537         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5538         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5539 error:
5540         isl_basic_map_free(bmap);
5541         return NULL;
5542 }
5543
5544 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5545  * is set) to "value".
5546  */
5547 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5548         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5549 {
5550         int i;
5551
5552         map = isl_map_cow(map);
5553         if (!map)
5554                 return NULL;
5555
5556         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5557                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5558                         "index out of bounds", goto error);
5559         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5560                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5561                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5562                         goto error;
5563         }
5564         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5565         return map;
5566 error:
5567         isl_map_free(map);
5568         return NULL;
5569 }
5570
5571 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5572         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5573 {
5574         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5575 }
5576
5577 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5578         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5579 {
5580         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5581 }
5582
5583 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5584         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5585 {
5586         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5587 }
5588
5589 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5590         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5591 {
5592         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5593 }
5594
5595 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5596                                         isl_int value)
5597 {
5598         int i;
5599
5600         set = isl_set_cow(set);
5601         if (!set)
5602                 return NULL;
5603
5604         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5605         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5606                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5607                 if (!set->p[i])
5608                         goto error;
5609         }
5610         return set;
5611 error:
5612         isl_set_free(set);
5613         return NULL;
5614 }
5615
5616 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5617 {
5618         int i;
5619
5620         map = isl_map_cow(map);
5621         if (!map)
5622                 return NULL;
5623
5624         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5625         if (!map->dim)
5626                 goto error;
5627         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5628                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5629                 if (!map->p[i])
5630                         goto error;
5631         }
5632         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5633         return map;
5634 error:
5635         isl_map_free(map);
5636         return NULL;
5637 }
5638
5639 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5640                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5641                 struct isl_set **empty, int max)
5642 {
5643         if (!bmap)
5644                 goto error;
5645         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5646                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5647         else
5648                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5649 error:
5650         isl_basic_map_free(bmap);
5651         isl_basic_set_free(dom);
5652         if (empty)
5653                 *empty = NULL;
5654         return NULL;
5655 }
5656
5657 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5658                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5659                 struct isl_set **empty)
5660 {
5661         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5662 }
5663
5664 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5665                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5666                 struct isl_set **empty)
5667 {
5668         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5669 }
5670
5671 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5672                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5673                 struct isl_set **empty)
5674 {
5675         return (struct isl_set *)
5676                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5677                         dom, empty);
5678 }
5679
5680 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5681                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5682                 struct isl_set **empty)
5683 {
5684         return (struct isl_set *)
5685                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5686                         dom, empty);
5687 }
5688
5689 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5690         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5691         __isl_give isl_set **empty)
5692 {
5693         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5694 }
5695
5696 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5697         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5698         __isl_give isl_set **empty)
5699 {
5700         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5701 }
5702
5703 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5704         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5705         __isl_give isl_set **empty)
5706 {
5707         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5708 }
5709
5710 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5711         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5712         __isl_give isl_set **empty)
5713 {
5714         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5715 }
5716
5717 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5718         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5719 {
5720         isl_basic_set *dom = NULL;
5721         isl_space *dom_space;
5722
5723         if (!bmap)
5724                 goto error;
5725         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5726         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5727         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5728 error:
5729         isl_basic_map_free(bmap);
5730         return NULL;
5731 }
5732
5733 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5734         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5735 {
5736         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5737 }
5738
5739 #undef TYPE
5740 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5741 #undef SUFFIX
5742 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5743 #undef EMPTY
5744 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5745 #undef ADD
5746 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5747 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5748
5749 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5750  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5751  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5752  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5753  *
5754  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5755  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5756  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5757  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5758  * update both "res" and "todo".
5759  */
5760 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5761         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5762         __isl_give isl_set **empty, int max)
5763 {
5764         int i;
5765         isl_pw_multi_aff *res;
5766         isl_set *todo;
5767
5768         if (!map || !dom)
5769                 goto error;
5770
5771         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5772                 if (empty)
5773                         *empty = dom;
5774                 else
5775                         isl_set_free(dom);
5776                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5777         }
5778
5779         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5780                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5781                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5782
5783         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5784                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5785                 isl_set *todo_i;
5786
5787                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5788                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5789                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5790
5791                 if (max)
5792                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5793                 else
5794                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5795
5796                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5797         }
5798
5799         isl_set_free(dom);
5800         isl_map_free(map);
5801
5802         if (empty)
5803                 *empty = todo;
5804         else
5805                 isl_set_free(todo);
5806
5807         return res;
5808 error:
5809         if (empty)
5810                 *empty = NULL;
5811         isl_set_free(dom);
5812         isl_map_free(map);
5813         return NULL;
5814 }
5815
5816 #undef TYPE
5817 #define TYPE    isl_map
5818 #undef SUFFIX
5819 #define SUFFIX
5820 #undef EMPTY
5821 #define EMPTY   isl_map_empty
5822 #undef ADD
5823 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5824 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5825
5826 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5827  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5828  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5829  *
5830  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5831  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5832  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5833  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5834  * update both "res" and "todo".
5835  *
5836  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5837  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5838  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5839  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5840  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5841  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5842  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5843  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5844  * for the ith basic map, i.e.,
5845  *
5846  *      todo^i = todo^k * todo_i
5847  *
5848  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5849  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5850  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5851  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5852  * the lexicographic order.)
5853  * In practice, we compute
5854  *
5855  *      res^k * (res_i . "<=")
5856  *
5857  * and
5858  *
5859  *      res_i * (res^k . "<")
5860  *
5861  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5862  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5863  * that one, i.e.,
5864  *
5865  *      res^k * todo_i
5866  * and
5867  *      res_i * todo^k
5868  *
5869  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5870  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5871  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5872  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5873  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5874  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5875  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5876  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5877  * the previous basic maps.
5878  */
5879 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5880                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5881                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5882 {
5883         int i;
5884         struct isl_map *res;
5885         struct isl_set *todo;
5886
5887         if (!map || !dom)
5888                 goto error;
5889
5890         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5891                 if (empty)
5892                         *empty = dom;
5893                 else
5894                         isl_set_free(dom);
5895                 return map;
5896         }
5897
5898         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5899                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5900
5901         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5902                 isl_map *lt, *le;
5903                 isl_map *res_i;
5904                 isl_set *todo_i;
5905                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5906
5907                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5908                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5909
5910                 if (max) {
5911                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5912                         le = isl_map_lex_le(dim);
5913                 } else {
5914                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5915                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5916                 }
5917                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5918                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5919                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5920                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5921
5922                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5923                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5924                                                         isl_set_copy(todo_i));
5925                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5926                                                         isl_set_copy(todo));
5927                 }
5928
5929                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5930                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5931                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5932
5933                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5934         }
5935
5936         isl_set_free(dom);
5937         isl_map_free(map);
5938
5939         if (empty)
5940                 *empty = todo;
5941         else
5942                 isl_set_free(todo);
5943
5944         return res;
5945 error:
5946         if (empty)
5947                 *empty = NULL;
5948         isl_set_free(dom);
5949         isl_map_free(map);
5950         return NULL;
5951 }
5952
5953 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5954                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5955                 __isl_give isl_set **empty)
5956 {
5957         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5958 }
5959
5960 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5961                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5962                 __isl_give isl_set **empty)
5963 {
5964         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5965 }
5966
5967 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5968                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5969                 __isl_give isl_set **empty)
5970 {
5971         return (struct isl_set *)
5972                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5973                         dom, empty);
5974 }
5975
5976 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5977                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5978                 __isl_give isl_set **empty)
5979 {
5980         return (struct isl_set *)
5981                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5982                         dom, empty);
5983 }
5984
5985 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5986 {
5987         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5988         isl_space *dom_dim;
5989
5990         if (!bmap)
5991                 goto error;
5992         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5993         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5994         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5995 error:
5996         isl_basic_map_free(bmap);
5997         return NULL;
5998 }
5999
6000 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6001 {
6002         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6003 }
6004
6005 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6006 {
6007         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6008 }
6009
6010 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6011 {
6012         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6013 }
6014
6015 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6016 {
6017         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6018 }
6019
6020 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6021 {
6022         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6023 }
6024
6025 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6026 {
6027         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6028 }
6029
6030 /* Extract the first and only affine expression from list
6031  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6032  * This domain is known to be disjoint from other domains
6033  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6034  */
6035 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6036         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6037 {
6038         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6039         isl_aff *aff;
6040         isl_pw_aff **pwaff = user;
6041         isl_pw_aff *pwaff_i;
6042
6043         if (!list)
6044                 goto error;
6045         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6046                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6047                         "expecting single element list", goto error);
6048
6049         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6050         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6051
6052         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6053
6054         isl_aff_list_free(list);
6055
6056         return 0;
6057 error:
6058         isl_basic_set_free(dom);
6059         isl_aff_list_free(list);
6060         return -1;
6061 }
6062
6063 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6064  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6065  *
6066  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6067  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6068  */
6069 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6070         int max)
6071 {
6072         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6073         isl_pw_aff *pwaff;
6074         int r;
6075
6076         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6077         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6078         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6079
6080         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6081         if (r < 0)
6082                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6083
6084         return pwaff;
6085 }
6086
6087 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6088  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6089  * but independently of the other output dimensions.
6090  *
6091  * We first project out the other output dimension and then compute
6092  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6093  * using isl_pw_aff_union_max.
6094  */
6095 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6096         int max)
6097 {
6098         int i;
6099         isl_pw_aff *pwaff;
6100         unsigned n_out;
6101
6102         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6103         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6104         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6105         if (!map)
6106                 return NULL;
6107
6108         if (map->n == 0) {
6109                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6110                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6111                 isl_map_free(map);
6112                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6113         }
6114
6115         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6116         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6117                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6118
6119                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6120                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6121         }
6122
6123         isl_map_free(map);
6124
6125         return pwaff;
6126 }
6127
6128 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6129  * parameters and input dimensions, but independently of
6130  * the other output dimensions.
6131  */
6132 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6133 {
6134         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6135 }
6136
6137 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6138  * as a function of the parameters,
6139  * but independently of the other set dimensions.
6140  */
6141 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6142         int max)
6143 {
6144         return map_dim_opt(set, pos, max);
6145 }
6146
6147 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6148  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6149  */
6150 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6151 {
6152         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6153 }
6154
6155 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6156  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6157  */
6158 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6159 {
6160         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6161 }
6162
6163 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6164  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6165  */
6166 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6167         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6168 {
6169         unsigned nparam;
6170
6171         if (!bset || !mat)
6172                 goto error;
6173
6174         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6175         if (!bset->dim)
6176                 goto error;
6177
6178         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6179
6180         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6181
6182         bset->dim->nparam = 0;
6183         bset->dim->n_out = nparam;
6184         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6185         if (bset) {
6186                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6187                 bset->dim->n_out = 0;
6188         }
6189         return bset;
6190 error:
6191         isl_mat_free(mat);
6192         isl_basic_set_free(bset);
6193         return NULL;
6194 }
6195
6196 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6197  * set is assumed to have only parameters and divs.
6198  */
6199 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6200         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6201 {
6202         isl_space *dim = NULL;
6203         unsigned nparam;
6204
6205         if (!set || !mat)
6206                 goto error;
6207
6208         dim = isl_space_copy(set->dim);
6209         dim = isl_space_cow(dim);
6210         if (!dim)
6211                 goto error;
6212
6213         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6214
6215         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6216
6217         dim->nparam = 0;
6218         dim->n_out = nparam;
6219         isl_set_reset_space(set, dim);
6220         set = isl_set_preimage(set, mat);
6221         if (!set)
6222                 goto error2;
6223         dim = isl_space_copy(set->dim);
6224         dim = isl_space_cow(dim);
6225         if (!dim)
6226                 goto error2;
6227         dim->nparam = dim->n_out;
6228         dim->n_out = 0;
6229         isl_set_reset_space(set, dim);
6230         return set;
6231 error:
6232         isl_space_free(dim);
6233         isl_mat_free(mat);
6234 error2:
6235         isl_set_free(set);
6236         return NULL;
6237 }
6238
6239 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6240  * equalities in "eq".
6241  */
6242 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6243         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6244 {
6245         int i, k;
6246         unsigned len;
6247
6248         if (!bset || !eq)
6249                 goto error;
6250
6251         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6252                                         eq->n_row, 0);
6253         if (!bset)
6254                 goto error;
6255
6256         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6257         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6258                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6259                 if (k < 0)
6260                         goto error;
6261                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6262                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6263         }
6264         isl_mat_free(eq);
6265
6266         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6267         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6268
6269         return bset;
6270 error:
6271         isl_mat_free(eq);
6272         isl_basic_set_free(bset);
6273         return NULL;
6274 }
6275
6276 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6277  * equalities in "eq".
6278  */
6279 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6280         struct isl_mat *eq)
6281 {
6282         int i;
6283
6284         if (!set || !eq)
6285                 goto error;
6286
6287         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6288                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6289                                         isl_mat_copy(eq));
6290                 if (!set->p[i])
6291                         goto error;
6292         }
6293         isl_mat_free(eq);
6294         return set;
6295 error:
6296         isl_mat_free(eq);
6297         isl_set_free(set);
6298         return NULL;
6299 }
6300
6301 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6302  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6303  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6304  * The output has the same parameters, but only
6305  * explicit existentially quantified variables.
6306  *
6307  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6308  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6309  * among the parameters by performing a variable compression on
6310  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6311  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6312  */
6313 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6314 {
6315         int i, j;
6316         struct isl_mat *eq;
6317         struct isl_mat *T, *T2;
6318         struct isl_set *set;
6319         unsigned nparam, n_div;
6320
6321         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6322         if (!bset)
6323                 return NULL;
6324
6325         if (bset->n_eq == 0)
6326                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6327
6328         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6329
6330         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6331         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6332
6333         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6334                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6335                         ++i;
6336         }
6337         if (i == bset->n_eq)
6338                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6339
6340         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6341                 0, 1 + nparam);
6342         eq = isl_mat_cow(eq);
6343         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6344         if (T && T->n_col == 0) {
6345                 isl_mat_free(T);
6346                 isl_mat_free(T2);
6347                 isl_mat_free(eq);
6348                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6349                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6350         }
6351         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6352
6353         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6354         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6355         set = set_append_equalities(set, eq);
6356         return set;
6357 }
6358
6359 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6360  * quantified variables.
6361  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6362  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6363  * no input or output dimensions and the dimension specification
6364  * is reset to that of the input.
6365  */
6366 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6367 {
6368         struct isl_basic_set *bset;
6369         struct isl_set *set;
6370         struct isl_map *map;
6371         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6372         unsigned         nparam;
6373         unsigned         n_in;
6374         unsigned         n_out;
6375
6376         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6377         if (!bmap)
6378                 return NULL;
6379
6380         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6381         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6382         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6383         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6384         if (!dim)
6385                 goto error;
6386
6387         orig_dim = bmap->dim;
6388         bmap->dim = dim;
6389         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6390
6391         set = parameter_compute_divs(bset);
6392         map = (struct isl_map *)set;
6393         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6394
6395         return map;
6396 error:
6397         isl_basic_map_free(bmap);
6398         return NULL;
6399 }
6400
6401 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6402 {
6403         int i;
6404         unsigned off;
6405
6406         if (!bmap)
6407                 return -1;
6408
6409         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6410         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6411                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6412                         return 0;
6413                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6414                                 return -1);
6415         }
6416         return 1;
6417 }
6418
6419 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6420 {
6421         int i;
6422
6423         if (!map)
6424                 return -1;
6425
6426         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6427                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6428                 if (known <= 0)
6429                         return known;
6430         }
6431
6432         return 1;
6433 }
6434
6435 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6436  * expressions for them.  However, this computation may be
6437  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6438  * strictly needed.
6439  */
6440 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6441 {
6442         int known;
6443         struct isl_map *map;
6444
6445         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6446         if (known < 0)
6447                 goto error;
6448         if (known)
6449                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6450
6451         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6452
6453         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6454         if (known < 0)
6455                 goto error;
6456         if (known)
6457                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6458
6459         map = compute_divs(bmap);
6460         return map;
6461 error:
6462         isl_basic_map_free(bmap);
6463         return NULL;
6464 }
6465
6466 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6467 {
6468         int i;
6469         int known;
6470         struct isl_map *res;
6471
6472         if (!map)
6473                 return NULL;
6474         if (map->n == 0)
6475                 return map;
6476
6477         known = map_divs_known(map);
6478         if (known < 0) {
6479                 isl_map_free(map);
6480                 return NULL;
6481         }
6482         if (known)
6483                 return map;
6484
6485         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6486         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6487                 struct isl_map *r2;
6488                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6489                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6490                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6491                 else
6492                         res = isl_map_union(res, r2);
6493         }
6494         isl_map_free(map);
6495
6496         return res;
6497 }
6498
6499 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6500 {
6501         return (struct isl_set *)
6502                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6503 }
6504
6505 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6506 {
6507         return (struct isl_set *)
6508                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6509 }
6510
6511 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6512 {
6513         int i;
6514         struct isl_set *set;
6515
6516         if (!map)
6517                 goto error;
6518
6519         map = isl_map_cow(map);
6520         if (!map)
6521                 return NULL;
6522
6523         set = (struct isl_set *)map;
6524         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6525         if (!set->dim)
6526                 goto error;
6527         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6528                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6529                 if (!set->p[i])
6530                         goto error;
6531         }
6532         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6533         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6534         return set;
6535 error:
6536         isl_map_free(map);
6537         return NULL;
6538 }
6539
6540 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6541  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6542  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6543  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6544  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6545  * may not be disjoint.
6546  *
6547  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6548  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6549  */
6550 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6551         __isl_take isl_map *map2)
6552 {
6553         int i;
6554         unsigned flags = 0;
6555         struct isl_map *map = NULL;
6556         int is_universe;
6557
6558         if (!map1 || !map2)
6559                 goto error;
6560
6561         if (map1->n == 0) {
6562                 isl_map_free(map1);
6563                 return map2;
6564         }
6565         if (map2->n == 0) {
6566                 isl_map_free(map2);
6567                 return map1;
6568         }
6569
6570         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6571         if (is_universe < 0)
6572                 goto error;
6573         if (is_universe) {
6574                 isl_map_free(map2);
6575                 return map1;
6576         }
6577
6578         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6579         if (is_universe < 0)
6580                 goto error;
6581         if (is_universe) {
6582                 isl_map_free(map1);
6583                 return map2;
6584         }
6585
6586         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6587
6588         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6589             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6590                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6591
6592         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6593                                 map1->n + map2->n, flags);
6594         if (!map)
6595                 goto error;
6596         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6597                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6598                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6599                 if (!map)
6600                         goto error;
6601         }
6602         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6603                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6604                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6605                 if (!map)
6606                         goto error;
6607         }
6608         isl_map_free(map1);
6609         isl_map_free(map2);
6610         return map;
6611 error:
6612         isl_map_free(map);
6613         isl_map_free(map1);
6614         isl_map_free(map2);
6615         return NULL;
6616 }
6617
6618 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6619         __isl_take isl_map *map2)
6620 {
6621         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6622 }
6623
6624 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6625 {
6626         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6627         if (!map1)
6628                 return NULL;
6629         if (map1->n > 1)
6630                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6631         return map1;
6632 }
6633
6634 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6635                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6636 {
6637         return (struct isl_set *)
6638                 isl_map_union_disjoint(
6639                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6640 }
6641
6642 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6643 {
6644         return (struct isl_set *)
6645                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6646 }
6647
6648 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6649  * the results.
6650  *
6651  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6652  */
6653 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6654         __isl_take isl_set *set,
6655         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6656                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6657 {
6658         unsigned flags = 0;
6659         struct isl_map *result;
6660         int i, j;
6661
6662         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6663                 isl_set_free(set);
6664                 return map;
6665         }
6666
6667         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6668             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6669                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6670
6671         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6672                                         map->n * set->n, flags);
6673         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6674                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6675                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6676                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6677                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6678                         if (!result)
6679                                 break;
6680                 }
6681
6682         isl_map_free(map);
6683         isl_set_free(set);
6684         return result;
6685 }
6686
6687 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6688         __isl_take isl_set *set)
6689 {
6690         if (!map || !set)
6691                 goto error;
6692
6693         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6694                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6695                         "incompatible spaces", goto error);
6696
6697         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6698 error:
6699         isl_map_free(map);
6700         isl_set_free(set);
6701         return NULL;
6702 }
6703
6704 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6705         __isl_take isl_set *set)
6706 {
6707         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6708 }
6709
6710 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6711         __isl_take isl_set *set)
6712 {
6713         if (!map || !set)
6714                 goto error;
6715
6716         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6717                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6718                         "incompatible spaces", goto error);
6719
6720         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6721 error:
6722         isl_map_free(map);
6723         isl_set_free(set);
6724         return NULL;
6725 }
6726
6727 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6728         __isl_take isl_set *set)
6729 {
6730         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6731                                                 &map_intersect_domain);
6732 }
6733
6734 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6735         __isl_take isl_map *map2)
6736 {
6737         if (!map1 || !map2)
6738                 goto error;
6739         map1 = isl_map_reverse(map1);
6740         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6741         return isl_map_reverse(map1);
6742 error:
6743         isl_map_free(map1);
6744         isl_map_free(map2);
6745         return NULL;
6746 }
6747
6748 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6749         __isl_take isl_map *map2)
6750 {
6751         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6752 }
6753
6754 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6755         __isl_take isl_map *map2)
6756 {
6757         isl_space *dim_result;
6758         struct isl_map *result;
6759         int i, j;
6760
6761         if (!map1 || !map2)
6762                 goto error;
6763
6764         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6765                                   isl_space_copy(map2->dim));
6766
6767         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6768         if (!result)
6769                 goto error;
6770         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6771                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6772                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6773                             isl_basic_map_apply_range(
6774                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6775                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6776                         if (!result)
6777                                 goto error;
6778                 }
6779         isl_map_free(map1);
6780         isl_map_free(map2);
6781         if (result && result->n <= 1)
6782                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6783         return result;
6784 error:
6785         isl_map_free(map1);
6786         isl_map_free(map2);
6787         return NULL;
6788 }
6789
6790 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6791         __isl_take isl_map *map2)
6792 {
6793         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6794 }
6795
6796 /*
6797  * returns range - domain
6798  */
6799 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6800 {
6801         isl_space *dims, *target_dim;
6802         struct isl_basic_set *bset;
6803         unsigned dim;
6804         unsigned nparam;
6805         int i;
6806
6807         if (!bmap)
6808                 goto error;
6809         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6810                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6811                    goto error);
6812         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6813         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6814         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6815         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6816         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6817         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6818         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6819         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6820         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6821         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6822                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6823                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6824                 if (j < 0)
6825                         goto error;
6826                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6827                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6828                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6829                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6830         }
6831         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6832         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6833         return bset;
6834 error:
6835         isl_basic_map_free(bmap);
6836         return NULL;
6837 }
6838
6839 /*
6840  * returns range - domain
6841  */
6842 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6843 {
6844         int i;
6845         isl_space *dim;
6846         struct isl_set *result;
6847
6848         if (!map)
6849                 return NULL;
6850
6851         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6852                                                  map->dim, isl_dim_out),
6853                    goto error);
6854         dim = isl_map_get_space(map);
6855         dim = isl_space_domain(dim);
6856         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6857         if (!result)
6858                 goto error;
6859         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6860                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6861                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6862         isl_map_free(map);
6863         return result;
6864 error:
6865         isl_map_free(map);
6866         return NULL;
6867 }
6868
6869 /*
6870  * returns [domain -> range] -> range - domain
6871  */
6872 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6873         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6874 {
6875         int i, k;
6876         isl_space *dim;
6877         isl_basic_map *domain;
6878         int nparam, n;
6879         unsigned total;
6880
6881         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6882                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6883                         "domain and range don't match", goto error);
6884
6885         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6886         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6887
6888         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6889         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6890
6891         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6892         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6893         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6894
6895         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6896
6897         for (i = 0; i < n; ++i) {
6898                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6899                 if (k < 0)
6900                         goto error;
6901                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6902                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6903                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6904                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6905         }
6906
6907         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6908         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6909 error:
6910         isl_basic_map_free(bmap);
6911         return NULL;
6912 }
6913
6914 /*
6915  * returns [domain -> range] -> range - domain
6916  */
6917 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6918 {
6919         int i;
6920         isl_space *domain_dim;
6921
6922         if (!map)
6923                 return NULL;
6924
6925         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6926                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6927                         "domain and range don't match", goto error);
6928
6929         map = isl_map_cow(map);
6930         if (!map)
6931                 return NULL;
6932
6933         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6934         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6935         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6936         if (!map->dim)
6937                 goto error;
6938         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6939                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6940                 if (!map->p[i])
6941                         goto error;
6942         }
6943         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6944         return map;
6945 error:
6946         isl_map_free(map);
6947         return NULL;
6948 }
6949
6950 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6951 {
6952         struct isl_basic_map *bmap;
6953         unsigned nparam;
6954         unsigned dim;
6955         int i;
6956
6957         if (!dims)
6958                 return NULL;
6959
6960         nparam = dims->nparam;
6961         dim = dims->n_out;
6962         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6963         if (!bmap)
6964                 goto error;
6965
6966         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6967                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6968                 if (j < 0)
6969                         goto error;
6970                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6971                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6972                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6973         }
6974         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6975 error:
6976         isl_basic_map_free(bmap);
6977         return NULL;
6978 }
6979
6980 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6981 {
6982         if (!dim)
6983                 return NULL;
6984         if (dim->n_in != dim->n_out)
6985                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6986                         "number of input and output dimensions needs to be "
6987                         "the same", goto error);
6988         return basic_map_identity(dim);
6989 error:
6990         isl_space_free(dim);
6991         return NULL;
6992 }
6993
6994 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6995 {
6996         if (!model || !model->dim)
6997                 return NULL;
6998         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6999 }
7000
7001 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7002 {
7003         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7004 }
7005
7006 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7007 {
7008         if (!model || !model->dim)
7009                 return NULL;
7010         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7011 }
7012
7013 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7014 {
7015         if (!model || !model->dim)
7016                 return NULL;
7017         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7018 }
7019
7020 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7021 {
7022         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7023         isl_map *id;
7024         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7025         return isl_map_intersect_range(id, set);
7026 }
7027
7028 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7029  * values.
7030  */
7031 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7032         __isl_take isl_space *space)
7033 {
7034         int i;
7035         unsigned nparam;
7036         unsigned dim;
7037         struct isl_basic_set *bset;
7038
7039         if (!space)
7040                 return NULL;
7041         nparam = space->nparam;
7042         dim = space->n_out;
7043         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7044         if (!bset)
7045                 return NULL;
7046         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7047                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7048                 if (k < 0)
7049                         goto error;
7050                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7051                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7052         }
7053         return bset;
7054 error:
7055         isl_basic_set_free(bset);
7056         return NULL;
7057 }
7058
7059 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7060  */
7061 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7062         int pos)
7063 {
7064         int k;
7065         isl_basic_set *nonneg;
7066
7067         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7068         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7069         if (k < 0)
7070                 goto error;
7071         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7072         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7073
7074         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7075 error:
7076         isl_basic_set_free(nonneg);
7077         return NULL;
7078 }
7079
7080 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7081  */
7082 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7083 {
7084         int k;
7085         isl_basic_set *neg;
7086
7087         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7088         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7089         if (k < 0)
7090                 goto error;
7091         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7092         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7093         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7094
7095         return isl_basic_set_finalize(neg);
7096 error:
7097         isl_basic_set_free(neg);
7098         return NULL;
7099 }
7100
7101 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7102         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7103 {
7104         int i;
7105         isl_basic_set *nonneg;
7106         isl_basic_set *neg;
7107
7108         if (!set)
7109                 return NULL;
7110         if (n == 0)
7111                 return set;
7112
7113         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7114
7115         for (i = 0; i < n; ++i) {
7116                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7117                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7118                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7119                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7120
7121                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7122         }
7123
7124         return set;
7125 error:
7126         isl_set_free(set);
7127         return NULL;
7128 }
7129
7130 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7131         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7132         void *user)
7133 {
7134         isl_set *half;
7135
7136         if (!set)
7137                 return -1;
7138         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7139                 isl_set_free(set);
7140                 return 0;
7141         }
7142         if (first == len)
7143                 return fn(set, signs, user);
7144
7145         signs[first] = 1;
7146         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7147                                                         1 + first));
7148         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7149         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7150                 goto error;
7151
7152         signs[first] = -1;
7153         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7154                                                         1 + first));
7155         half = isl_set_intersect(half, set);
7156         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7157 error:
7158         isl_set_free(set);
7159         return -1;
7160 }
7161
7162 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7163  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7164  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7165  * to the sign of the corresponding variable.
7166  */
7167 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7168         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7169         void *user)
7170 {
7171         unsigned nparam;
7172         unsigned nvar;
7173         int *signs;
7174         int r;
7175
7176         if (!set)
7177                 return -1;
7178         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7179                 return 0;
7180
7181         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7182         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7183
7184         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7185
7186         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7187                             fn, user);
7188
7189         free(signs);
7190
7191         return r;
7192 }
7193
7194 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7195 {
7196         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7197 }
7198
7199 int isl_basic_map_is_subset(
7200                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7201 {
7202         int is_subset;
7203         struct isl_map *map1;
7204         struct isl_map *map2;
7205
7206         if (!bmap1 || !bmap2)
7207                 return -1;
7208
7209         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7210         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7211
7212         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7213
7214         isl_map_free(map1);
7215         isl_map_free(map2);
7216
7217         return is_subset;
7218 }
7219
7220 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7221         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7222 {
7223         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7224 }
7225
7226 int isl_basic_map_is_equal(
7227                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7228 {
7229         int is_subset;
7230
7231         if (!bmap1 || !bmap2)
7232                 return -1;
7233         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7234         if (is_subset != 1)
7235                 return is_subset;
7236         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7237         return is_subset;
7238 }
7239
7240 int isl_basic_set_is_equal(
7241                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7242 {
7243         return isl_basic_map_is_equal(
7244                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7245 }
7246
7247 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7248 {
7249         int i;
7250         int is_empty;
7251
7252         if (!map)
7253                 return -1;
7254         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7255                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7256                 if (is_empty < 0)
7257                         return -1;
7258                 if (!is_empty)
7259                         return 0;
7260         }
7261         return 1;
7262 }
7263
7264 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7265 {
7266         return map ? map->n == 0 : -1;
7267 }
7268
7269 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7270 {
7271         return isl_map_plain_is_empty(map);
7272 }
7273
7274 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7275 {
7276         return set ? set->n == 0 : -1;
7277 }
7278
7279 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7280 {
7281         return isl_set_plain_is_empty(set);
7282 }
7283
7284 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7285 {
7286         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7287 }
7288
7289 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7290 {
7291         if (!map1 || !map2)
7292                 return -1;
7293
7294         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7295 }
7296
7297 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7298 {
7299         if (!set1 || !set2)
7300                 return -1;
7301
7302         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7303 }
7304
7305 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7306 {
7307         int is_subset;
7308
7309         if (!map1 || !map2)
7310                 return -1;
7311         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7312         if (is_subset != 1)
7313                 return is_subset;
7314         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7315         return is_subset;
7316 }
7317
7318 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7319 {
7320         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7321 }
7322
7323 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7324                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7325 {
7326         int is_subset;
7327
7328         if (!bmap1 || !bmap2)
7329                 return -1;
7330         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7331         if (is_subset != 1)
7332                 return is_subset;
7333         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7334         if (is_subset == -1)
7335                 return is_subset;
7336         return !is_subset;
7337 }
7338
7339 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7340 {
7341         int is_subset;
7342
7343         if (!map1 || !map2)
7344                 return -1;
7345         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7346         if (is_subset != 1)
7347                 return is_subset;
7348         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7349         if (is_subset == -1)
7350                 return is_subset;
7351         return !is_subset;
7352 }
7353
7354 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7355 {
7356         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7357 }
7358
7359 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7360 {
7361         if (!bmap)
7362                 return -1;
7363         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7364 }
7365
7366 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7367 {
7368         if (!bset)
7369                 return -1;
7370         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7371 }
7372
7373 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7374 {
7375         int i;
7376
7377         if (!map)
7378                 return -1;
7379
7380         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7381                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7382                 if (r < 0 || r)
7383                         return r;
7384         }
7385
7386         return 0;
7387 }
7388
7389 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7390 {
7391         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7392 }
7393
7394 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7395 {
7396         return isl_set_plain_is_universe(set);
7397 }
7398
7399 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7400 {
7401         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7402         struct isl_vec *sample = NULL;
7403         int empty;
7404         unsigned total;
7405
7406         if (!bmap)
7407                 return -1;
7408
7409         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7410                 return 1;
7411
7412         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7413                 return 0;
7414
7415         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7416                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7417                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7418                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7419                 isl_basic_map_free(copy);
7420                 return empty;
7421         }
7422
7423         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7424         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7425                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7426                 if (contains < 0)
7427                         return -1;
7428                 if (contains)
7429                         return 0;
7430         }
7431         isl_vec_free(bmap->sample);
7432         bmap->sample = NULL;
7433         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7434         if (!bset)
7435                 return -1;
7436         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7437         if (!sample)
7438                 return -1;
7439         empty = sample->size == 0;
7440         isl_vec_free(bmap->sample);
7441         bmap->sample = sample;
7442         if (empty)
7443                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7444
7445         return empty;
7446 }
7447
7448 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7449 {
7450         if (!bmap)
7451                 return -1;
7452         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7453 }
7454
7455 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7456 {
7457         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7458 }
7459
7460 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7461 {
7462         if (!bset)
7463                 return -1;
7464         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7465 }
7466
7467 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7468 {
7469         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7470 }
7471
7472 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7473 {
7474         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7475 }
7476
7477 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7478         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7479 {
7480         struct isl_map *map;
7481         if (!bmap1 || !bmap2)
7482                 goto error;
7483
7484         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7485
7486         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7487         if (!map)
7488                 goto error;
7489         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7490         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7491         return map;
7492 error:
7493         isl_basic_map_free(bmap1);
7494         isl_basic_map_free(bmap2);
7495         return NULL;
7496 }
7497
7498 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7499                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7500 {
7501         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7502                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7503                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7504 }
7505
7506 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7507 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7508 {
7509         int i;
7510         unsigned off;
7511
7512         if (!bmap)
7513                 return NULL;
7514
7515         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7516
7517         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7518                 int pos;
7519                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7520                         continue;
7521                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7522                                                             bmap->n_div-i);
7523                 if (pos == -1)
7524                         continue;
7525                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7526                 --i;
7527         }
7528         return bmap;
7529 }
7530
7531 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7532 {
7533         return (struct isl_basic_set *)
7534                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7535 }
7536
7537 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7538 {
7539         int i;
7540
7541         if (!map)
7542                 return 0;
7543
7544         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7545                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7546                 if (!map->p[i])
7547                         goto error;
7548         }
7549
7550         return map;
7551 error:
7552         isl_map_free(map);
7553         return NULL;
7554 }
7555
7556 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7557  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7558  * list of divs is given by "div".
7559  */
7560 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7561         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7562 {
7563         int i, j;
7564         int n_div;
7565
7566         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7567         if (!bset || !div)
7568                 goto error;
7569
7570         if (div->n_row < bset->n_div)
7571                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7572                         "not an expansion", goto error);
7573
7574         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7575                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7576                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7577
7578         n_div = bset->n_div;
7579         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7580                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7581                         goto error;
7582
7583         j = n_div - 1;
7584         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7585                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7586                         if (i != j)
7587                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7588                         j--;
7589                 } else {
7590                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7591                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7592                                 goto error;
7593                 }
7594         }
7595
7596         isl_mat_free(div);
7597         return bset;
7598 error:
7599         isl_basic_set_free(bset);
7600         isl_mat_free(div);
7601         return NULL;
7602 }
7603
7604 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7605  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7606  * 
7607  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7608  * of the corresponding div in dst otherwise.
7609  */
7610 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7611                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7612 {
7613         int i;
7614
7615         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7616
7617         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7618         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7619                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7620                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7621                                                 dst->n_div - div) == -1)
7622                         return i;
7623         return -1;
7624 }
7625
7626 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7627                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7628 {
7629         int i;
7630         unsigned total;
7631
7632         if (!dst || !src)
7633                 goto error;
7634
7635         if (src->n_div == 0)
7636                 return dst;
7637
7638         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7639                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7640
7641         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7642         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7643         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7644                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7645         if (!dst)
7646                 return NULL;
7647         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7648         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7649                 int j = find_div(dst, src, i);
7650                 if (j < 0) {
7651                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7652                         if (j < 0)
7653                                 goto error;
7654                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7655                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7656                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7657                                 goto error;
7658                 }
7659                 if (j != i)
7660                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7661         }
7662         return dst;
7663 error:
7664         isl_basic_map_free(dst);
7665         return NULL;
7666 }
7667
7668 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7669                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7670 {
7671         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7672                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7673 }
7674
7675 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7676 {
7677         int i;
7678
7679         if (!map)
7680                 return NULL;
7681         if (map->n == 0)
7682                 return map;
7683         map = isl_map_compute_divs(map);
7684         map = isl_map_cow(map);
7685         if (!map)
7686                 return NULL;
7687
7688         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7689                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7690         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7691                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7692
7693         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7694         return map;
7695 }
7696
7697 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7698 {
7699         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7700 }
7701
7702 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7703         __isl_take isl_map *map)
7704 {
7705         if (!set || !map)
7706                 goto error;
7707         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7708         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7709         set = isl_map_range(map);
7710         return set;
7711 error:
7712         isl_set_free(set);
7713         isl_map_free(map);
7714         return NULL;
7715 }
7716
7717 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7718         __isl_take isl_map *map)
7719 {
7720         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7721 }
7722
7723 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7724  * the meaning of the set.
7725  */
7726 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7727 {
7728         int i;
7729
7730         if (!map)
7731                 return NULL;
7732
7733         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7734                 remove_if_empty(map, i);
7735
7736         return map;
7737 }
7738
7739 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7740 {
7741         return (struct isl_set *)
7742                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7743 }
7744
7745 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7746 {
7747         struct isl_basic_map *bmap;
7748         if (!map || map->n == 0)
7749                 return NULL;
7750         bmap = map->p[map->n-1];
7751         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7752         return isl_basic_map_copy(bmap);
7753 }
7754
7755 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7756 {
7757         return (struct isl_basic_set *)
7758                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7759 }
7760
7761 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7762                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7763 {
7764         int i;
7765
7766         if (!map || !bmap)
7767                 goto error;
7768         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7769                 if (map->p[i] != bmap)
7770                         continue;
7771                 map = isl_map_cow(map);
7772                 if (!map)
7773                         goto error;
7774                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7775                 if (i != map->n-1) {
7776                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7777                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7778                 }
7779                 map->n--;
7780                 return map;
7781         }
7782         return map;
7783 error:
7784         isl_map_free(map);
7785         return NULL;
7786 }
7787
7788 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7789                                                 struct isl_basic_set *bset)
7790 {
7791         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7792                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7793 }
7794
7795 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7796  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7797  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7798  */
7799 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7800         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7801         int pos, isl_int *opt)
7802 {
7803         isl_space *dims;
7804         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7805         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7806         struct isl_ctx *ctx;
7807         struct isl_vec *obj;
7808         unsigned total;
7809         unsigned nparam;
7810         unsigned dim1, dim2;
7811         enum isl_lp_result res;
7812
7813         if (!bset1 || !bset2)
7814                 return isl_lp_error;
7815
7816         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7817         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7818         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7819         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7820         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7821         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7822         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7823         if (!bmap1 || !bmap2)
7824                 goto error;
7825         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7826         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7827                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7828                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7829         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7830         if (!bmap1)
7831                 goto error;
7832         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7833         ctx = bmap1->ctx;
7834         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7835         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7836         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7837         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7838         if (!obj)
7839                 goto error;
7840         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7841                                         opt, NULL, NULL);
7842         isl_basic_map_free(bmap1);
7843         isl_vec_free(obj);
7844         return res;
7845 error:
7846         isl_basic_map_free(bmap1);
7847         isl_basic_map_free(bmap2);
7848         return isl_lp_error;
7849 }
7850
7851 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7852  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7853  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7854  * smaller or larger than those in bset2.
7855  *
7856  * Returns
7857  *       1 if bset1 follows bset2
7858  *      -1 if bset1 precedes bset2
7859  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7860  *      -2 if some error occurred.
7861  */
7862 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7863         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7864 {
7865         isl_int opt;
7866         enum isl_lp_result res;
7867         int cmp;
7868
7869         isl_int_init(opt);
7870
7871         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7872
7873         if (res == isl_lp_empty)
7874                 cmp = 0;
7875         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7876                   res == isl_lp_unbounded)
7877                 cmp = 1;
7878         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7879                 cmp = -1;
7880         else
7881                 cmp = -2;
7882
7883         isl_int_clear(opt);
7884         return cmp;
7885 }
7886
7887 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7888  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7889  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7890  * than a value of the same dimension in bset2.
7891  *
7892  * Return
7893  *       1 if there exists such a pair
7894  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7895  *      -1 otherwise
7896  *      -2 if some error occurred.
7897  */
7898 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7899         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7900 {
7901         isl_int opt;
7902         enum isl_lp_result res;
7903         int cmp;
7904
7905         isl_int_init(opt);
7906
7907         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7908
7909         if (res == isl_lp_empty)
7910                 cmp = -1;
7911         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7912                   res == isl_lp_unbounded)
7913                 cmp = 1;
7914         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7915                 cmp = -1;
7916         else if (res == isl_lp_ok)
7917                 cmp = 0;
7918         else
7919                 cmp = -2;
7920
7921         isl_int_clear(opt);
7922         return cmp;
7923 }
7924
7925 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7926  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7927  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7928  * than a value of the same dimension in set2.
7929  *
7930  * Return
7931  *       1 if there exists such a pair
7932  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7933  *      -1 otherwise
7934  *      -2 if some error occurred.
7935  */
7936 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7937         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7938 {
7939         int i, j;
7940         int follows = -1;
7941
7942         if (!set1 || !set2)
7943                 return -2;
7944
7945         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7946                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7947                         int f;
7948                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7949                         if (f == 1 || f == -2)
7950                                 return f;
7951                         if (f > follows)
7952                                 follows = f;
7953                 }
7954
7955         return follows;
7956 }
7957
7958 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7959         unsigned pos, isl_int *val)
7960 {
7961         int i;
7962         int d;
7963         unsigned total;
7964
7965         if (!bmap)
7966                 return -1;
7967         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7968         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7969                 for (; d+1 > pos; --d)
7970                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7971                                 break;
7972                 if (d != pos)
7973                         continue;
7974                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7975                         return 0;
7976                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7977                         return 0;
7978                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7979                         return 0;
7980                 if (val)
7981                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7982                 return 1;
7983         }
7984         return 0;
7985 }
7986
7987 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7988         unsigned pos, isl_int *val)
7989 {
7990         int i;
7991         isl_int v;
7992         isl_int tmp;
7993         int fixed;
7994
7995         if (!map)
7996                 return -1;
7997         if (map->n == 0)
7998                 return 0;
7999         if (map->n == 1)
8000                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8001         isl_int_init(v);
8002         isl_int_init(tmp);
8003         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8004         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8005                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8006                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8007                         fixed = 0;
8008         }
8009         if (val)
8010                 isl_int_set(*val, v);
8011         isl_int_clear(tmp);
8012         isl_int_clear(v);
8013         return fixed;
8014 }
8015
8016 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8017         unsigned pos, isl_int *val)
8018 {
8019         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8020                                                 pos, val);
8021 }
8022
8023 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8024         isl_int *val)
8025 {
8026         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8027 }
8028
8029 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8030         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8031 {
8032         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8033                 return -1;
8034         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8035                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8036 }
8037
8038 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8039         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8040 {
8041         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8042                 return -1;
8043         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8044                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8045 }
8046
8047 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8048         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8049 {
8050         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8051 }
8052
8053 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8054         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8055 {
8056         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8057 }
8058
8059 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8060  * then return this fixed value in *val.
8061  */
8062 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8063         unsigned dim, isl_int *val)
8064 {
8065         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8066                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8067 }
8068
8069 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8070  * then return this fixed value in *val.
8071  */
8072 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8073         unsigned dim, isl_int *val)
8074 {
8075         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8076 }
8077
8078 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8079         unsigned dim, isl_int *val)
8080 {
8081         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8082 }
8083
8084 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8085  * then return this fixed value in *val.
8086  */
8087 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8088         unsigned in, isl_int *val)
8089 {
8090         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8091 }
8092
8093 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8094  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8095  */
8096 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8097         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8098 {
8099         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8100         isl_int *c;
8101         unsigned total;
8102         unsigned nparam;
8103
8104         if (!bset)
8105                 return -1;
8106         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8107         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8108         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8109                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8110                         continue;
8111                 if (i_eq != -1)
8112                         return 0;
8113                 i_eq = i;
8114         }
8115         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8116                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8117                         continue;
8118                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8119                         return 0;
8120                 i_ineq = i;
8121         }
8122         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8123                 return 0;
8124         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8125         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8126         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8127                 return 0;
8128         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8129                 return 0;
8130         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8131                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8132                 return 0;
8133         if (val)
8134                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8135         return 1;
8136 }
8137
8138 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8139         unsigned dim, isl_int *val)
8140 {
8141         int i;
8142         isl_int v;
8143         isl_int tmp;
8144         int fixed;
8145
8146         if (!set)
8147                 return -1;
8148         if (set->n == 0)
8149                 return 0;
8150         if (set->n == 1)
8151                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8152                                                                 dim, val);
8153         isl_int_init(v);
8154         isl_int_init(tmp);
8155         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8156                                                                 dim, &v);
8157         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8158                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8159                                                                 dim, &tmp);
8160                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8161                         fixed = 0;
8162         }
8163         if (val)
8164                 isl_int_set(*val, v);
8165         isl_int_clear(tmp);
8166         isl_int_clear(v);
8167         return fixed;
8168 }
8169
8170 struct constraint {
8171         unsigned        size;
8172         isl_int         *c;
8173 };
8174
8175 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8176  * variables sorting first.
8177  */
8178 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8179 {
8180         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8181         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8182         int l1, l2;
8183         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8184
8185         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8186         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8187
8188         if (l1 != l2)
8189                 return l1 - l2;
8190
8191         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8192 }
8193
8194 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8195         struct isl_basic_map *bmap)
8196 {
8197         int i;
8198         struct constraint *c;
8199         unsigned total;
8200
8201         if (!bmap)
8202                 return NULL;
8203         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8204         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8205         if (!c)
8206                 goto error;
8207         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8208                 c[i].size = total;
8209                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8210         }
8211         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8212         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8213                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8214         free(c);
8215         return bmap;
8216 error:
8217         isl_basic_map_free(bmap);
8218         return NULL;
8219 }
8220
8221 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8222         __isl_take isl_basic_set *bset)
8223 {
8224         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8225                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8226 }
8227
8228 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8229 {
8230         if (!bmap)
8231                 return NULL;
8232         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8233                 return bmap;
8234         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8235         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8236         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8237         return bmap;
8238 }
8239
8240 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8241 {
8242         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8243                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8244 }
8245
8246 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8247         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8248 {
8249         int i, cmp;
8250         unsigned total;
8251
8252         if (bmap1 == bmap2)
8253                 return 0;
8254         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8255             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8256                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8257         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8258                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8259         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8260                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8261         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8262                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8263         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8264             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8265                 return 0;
8266         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8267                 return 1;
8268         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8269                 return -1;
8270         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8271                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8272         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8273                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8274         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8275                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8276         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8277         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8278                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8279                 if (cmp)
8280                         return cmp;
8281         }
8282         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8283                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8284                 if (cmp)
8285                         return cmp;
8286         }
8287         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8288                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8289                 if (cmp)
8290                         return cmp;
8291         }
8292         return 0;
8293 }
8294
8295 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8296         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8297 {
8298         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8299 }
8300
8301 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8302 {
8303         int i, cmp;
8304
8305         if (set1 == set2)
8306                 return 0;
8307         if (set1->n != set2->n)
8308                 return set1->n - set2->n;
8309
8310         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8311                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8312                 if (cmp)
8313                         return cmp;
8314         }
8315
8316         return 0;
8317 }
8318
8319 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8320         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8321 {
8322         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8323 }
8324
8325 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8326         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8327 {
8328         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8329                                             (isl_basic_map *)bset2);
8330 }
8331
8332 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8333 {
8334         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8335         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8336
8337         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8338 }
8339
8340 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8341  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8342  * meaning of any possible other copies of map.
8343  */
8344 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8345 {
8346         int i, j;
8347         struct isl_basic_map *bmap;
8348
8349         if (!map)
8350                 return NULL;
8351         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8352                 return map;
8353         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8354                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8355                 if (!bmap)
8356                         goto error;
8357                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8358                 map->p[i] = bmap;
8359         }
8360         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8361         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8362         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8363         if (!map)
8364                 return NULL;
8365         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8366                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8367                         continue;
8368                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8369                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8370                         map->p[j-1] = map->p[j];
8371                 map->n--;
8372         }
8373         return map;
8374 error:
8375         isl_map_free(map);
8376         return NULL;
8377
8378 }
8379
8380 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8381 {
8382         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8383 }
8384
8385 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8386 {
8387         int i;
8388         int equal;
8389
8390         if (!map1 || !map2)
8391                 return -1;
8392
8393         if (map1 == map2)
8394                 return 1;
8395         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8396                 return 0;
8397
8398         map1 = isl_map_copy(map1);
8399         map2 = isl_map_copy(map2);
8400         map1 = isl_map_normalize(map1);
8401         map2 = isl_map_normalize(map2);
8402         if (!map1 || !map2)
8403                 goto error;
8404         equal = map1->n == map2->n;
8405         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8406                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8407                 if (equal < 0)
8408                         goto error;
8409         }
8410         isl_map_free(map1);
8411         isl_map_free(map2);
8412         return equal;
8413 error:
8414         isl_map_free(map1);
8415         isl_map_free(map2);
8416         return -1;
8417 }
8418
8419 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8420 {
8421         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8422 }
8423
8424 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8425 {
8426         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8427                                                 (struct isl_map *)set2);
8428 }
8429
8430 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8431 {
8432         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8433 }
8434
8435 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8436  */
8437 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8438         isl_int min, isl_int max)
8439 {
8440         int k;
8441         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8442
8443         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8444         if (!bset)
8445                 goto error;
8446
8447         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8448         if (k < 0)
8449                 goto error;
8450         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8451         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8452
8453         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8454         if (k < 0)
8455                 goto error;
8456         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8457         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8458
8459         return bset;
8460 error:
8461         isl_basic_set_free(bset);
8462         return NULL;
8463 }
8464
8465 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8466  */
8467 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8468         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8469 {
8470         int i;
8471         unsigned dim;
8472         unsigned nparam;
8473         unsigned extra;
8474         unsigned n_eq;
8475         unsigned n_ineq;
8476         struct isl_basic_set *product = NULL;
8477
8478         if (!list)
8479                 goto error;
8480         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8481         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8482         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8483         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8484         extra = list->p[0]->n_div;
8485         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8486         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8487         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8488                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8489                 isl_assert(list->ctx,
8490                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8491                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8492                 extra += list->p[i]->n_div;
8493                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8494                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8495         }
8496         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8497                                         n_eq, n_ineq);
8498         if (!product)
8499                 goto error;
8500         dim = 0;
8501         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8502                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8503                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8504                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8505         }
8506         isl_basic_set_list_free(list);
8507         return product;
8508 error:
8509         isl_basic_set_free(product);
8510         isl_basic_set_list_free(list);
8511         return NULL;
8512 }
8513
8514 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8515                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8516 {
8517         isl_space *dim_result = NULL;
8518         struct isl_basic_map *bmap;
8519         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8520         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8521
8522         if (!bmap1 || !bmap2)
8523                 goto error;
8524
8525         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8526                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8527         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8528                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8529
8530         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8531         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8532         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8533         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8534         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8535
8536         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8537         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8538         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8539         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8540         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8541         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8542         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8543         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8544         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8545         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8546         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8547
8548         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8549                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8550                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8551                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8552         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8553         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8554         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8555         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8556 error:
8557         isl_basic_map_free(bmap1);
8558         isl_basic_map_free(bmap2);
8559         return NULL;
8560 }
8561
8562 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8563         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8564 {
8565         isl_basic_map *prod;
8566
8567         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8568         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8569         return prod;
8570 }
8571
8572 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8573         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8574 {
8575         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8576 }
8577
8578 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8579         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8580 {
8581         isl_space *space_result = NULL;
8582         isl_basic_map *bmap;
8583         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8584         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8585
8586         if (!bmap1 || !bmap2)
8587                 goto error;
8588
8589         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8590                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8591
8592         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8593         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8594         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8595         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8596
8597         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8598         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8599         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8600         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8601         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8602         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8603         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8604         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8605         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8606         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8607         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8608
8609         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8610                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8611                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8612                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8613         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8614         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8615         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8616         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8617 error:
8618         isl_basic_map_free(bmap1);
8619         isl_basic_map_free(bmap2);
8620         return NULL;
8621 }
8622
8623 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8624         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8625 {
8626         isl_space *dim_result = NULL;
8627         isl_basic_map *bmap;
8628         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8629         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8630
8631         if (!bmap1 || !bmap2)
8632                 goto error;
8633
8634         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8635                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8636                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8637                         "parameters don't match", goto error);
8638
8639         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8640                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8641
8642         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8643         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8644         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8645         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8646
8647         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8648         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8649         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8650         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8651         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8652         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8653         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8654         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8655         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8656         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8657         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8658
8659         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8660                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8661                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8662                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8663         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8664         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8665         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8666         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8667 error:
8668         isl_basic_map_free(bmap1);
8669         isl_basic_map_free(bmap2);
8670         return NULL;
8671 }
8672
8673 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8674         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8675 {
8676         isl_basic_map *prod;
8677
8678         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8679         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8680         return prod;
8681 }
8682
8683 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8684         __isl_take isl_map *map2,
8685         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8686                                            __isl_take isl_space *right),
8687         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8688                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8689 {
8690         unsigned flags = 0;
8691         struct isl_map *result;
8692         int i, j;
8693
8694         if (!map1 || !map2)
8695                 goto error;
8696
8697         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8698                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8699
8700         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8701             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8702                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8703
8704         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8705                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8706                                 map1->n * map2->n, flags);
8707         if (!result)
8708                 goto error;
8709         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8710                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8711                         struct isl_basic_map *part;
8712                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8713                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8714                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8715                                 isl_basic_map_free(part);
8716                         else
8717                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8718                         if (!result)
8719                                 goto error;
8720                 }
8721         isl_map_free(map1);
8722         isl_map_free(map2);
8723         return result;
8724 error:
8725         isl_map_free(map1);
8726         isl_map_free(map2);
8727         return NULL;
8728 }
8729
8730 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8731  */
8732 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8733         __isl_take isl_map *map2)
8734 {
8735         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8736 }
8737
8738 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8739         __isl_take isl_map *map2)
8740 {
8741         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8742 }
8743
8744 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8745  */
8746 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8747         __isl_take isl_map *map2)
8748 {
8749         isl_map *prod;
8750
8751         prod = isl_map_product(map1, map2);
8752         prod = isl_map_flatten(prod);
8753         return prod;
8754 }
8755
8756 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8757  */
8758 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8759 {
8760         return isl_map_range_product(set1, set2);
8761 }
8762
8763 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8764         __isl_take isl_set *set2)
8765 {
8766         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8767 }
8768
8769 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8770  */
8771 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8772         __isl_take isl_map *map2)
8773 {
8774         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8775                                 &isl_basic_map_domain_product);
8776 }
8777
8778 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8779  */
8780 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8781         __isl_take isl_map *map2)
8782 {
8783         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8784                                 &isl_basic_map_range_product);
8785 }
8786
8787 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8788         __isl_take isl_map *map2)
8789 {
8790         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8791                                                 &map_domain_product_aligned);
8792 }
8793
8794 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8795         __isl_take isl_map *map2)
8796 {
8797         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8798                                                 &map_range_product_aligned);
8799 }
8800
8801 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8802  */
8803 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8804         __isl_take isl_map *map2)
8805 {
8806         isl_map *prod;
8807
8808         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8809         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8810         return prod;
8811 }
8812
8813 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8814  */
8815 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8816         __isl_take isl_map *map2)
8817 {
8818         isl_map *prod;
8819
8820         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8821         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8822         return prod;
8823 }
8824
8825 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8826 {
8827         int i;
8828         uint32_t hash = isl_hash_init();
8829         unsigned total;
8830
8831         if (!bmap)
8832                 return 0;
8833         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8834         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8835         if (!bmap)
8836                 return 0;
8837         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8838         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8839         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8840                 uint32_t c_hash;
8841                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8842                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8843         }
8844         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8845         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8846                 uint32_t c_hash;
8847                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8848                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8849         }
8850         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8851         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8852                 uint32_t c_hash;
8853                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8854                         continue;
8855                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8856                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8857                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8858         }
8859         isl_basic_map_free(bmap);
8860         return hash;
8861 }
8862
8863 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8864 {
8865         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8866 }
8867
8868 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8869 {
8870         int i;
8871         uint32_t hash;
8872
8873         if (!map)
8874                 return 0;
8875         map = isl_map_copy(map);
8876         map = isl_map_normalize(map);
8877         if (!map)
8878                 return 0;
8879
8880         hash = isl_hash_init();
8881         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8882                 uint32_t bmap_hash;
8883                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8884                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8885         }
8886                 
8887         isl_map_free(map);
8888
8889         return hash;
8890 }
8891
8892 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8893 {
8894         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8895 }
8896
8897 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8898  * by the values of the other parameters and variables.
8899  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8900  */
8901 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8902 {
8903         int i;
8904         unsigned nparam;
8905
8906         if (!bset)
8907                 return -1;
8908         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8909         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8910                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8911                         return 1;
8912         return 0;
8913 }
8914
8915 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8916  * by the values of the other parameters and variables.
8917  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8918  * for each of the subsets.
8919  */
8920 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8921 {
8922         int i;
8923
8924         if (!set)
8925                 return -1;
8926         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8927                 int unique;
8928                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8929                 if (unique != 1)
8930                         return unique;
8931         }
8932         return 1;
8933 }
8934
8935 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8936 {
8937         return set ? set->n : 0;
8938 }
8939
8940 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8941         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8942 {
8943         int i;
8944
8945         if (!map)
8946                 return -1;
8947
8948         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8949                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8950                         return -1;
8951
8952         return 0;
8953 }
8954
8955 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8956         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8957 {
8958         int i;
8959
8960         if (!set)
8961                 return -1;
8962
8963         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8964                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8965                         return -1;
8966
8967         return 0;
8968 }
8969
8970 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8971 {
8972         isl_space *dim;
8973
8974         if (!bset)
8975                 return NULL;
8976
8977         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8978         if (!bset)
8979                 return NULL;
8980
8981         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8982         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8983         if (!dim)
8984                 goto error;
8985         isl_space_free(bset->dim);
8986         bset->dim = dim;
8987         bset->extra -= bset->n_div;
8988         bset->n_div = 0;
8989
8990         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8991
8992         return bset;
8993 error:
8994         isl_basic_set_free(bset);
8995         return NULL;
8996 }
8997
8998 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8999 {
9000         int i;
9001         isl_space *dim;
9002         unsigned n_div;
9003
9004         set = isl_set_align_divs(set);
9005
9006         if (!set)
9007                 return NULL;
9008
9009         set = isl_set_cow(set);
9010         if (!set)
9011                 return NULL;
9012
9013         n_div = set->p[0]->n_div;
9014         dim = isl_set_get_space(set);
9015         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9016         if (!dim)
9017                 goto error;
9018         isl_space_free(set->dim);
9019         set->dim = dim;
9020
9021         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9022                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9023                 if (!set->p[i])
9024                         goto error;
9025         }
9026
9027         return set;
9028 error:
9029         isl_set_free(set);
9030         return NULL;
9031 }
9032
9033 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9034 {
9035         isl_space *dim;
9036         struct isl_basic_map *bmap;
9037         unsigned n_set;
9038         unsigned n_div;
9039         unsigned n_param;
9040         unsigned total;
9041         int i, k, l;
9042
9043         set = isl_set_align_divs(set);
9044
9045         if (!set)
9046                 return NULL;
9047
9048         dim = isl_set_get_space(set);
9049         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9050                 isl_set_free(set);
9051                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9052         }
9053
9054         n_div = set->p[0]->n_div;
9055         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9056         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9057         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9058         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9059         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9060         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9061                 bmap = var_equal(bmap, i);
9062
9063         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9064         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9065                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9066                 if (k < 0)
9067                         goto error;
9068                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9069                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9070                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9071                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9072                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9073                             set->p[0]->div[i][0]);
9074
9075                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9076                 if (l < 0)
9077                         goto error;
9078                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9079                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9080                             set->p[0]->div[i][0]);
9081                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9082         }
9083
9084         isl_set_free(set);
9085         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9086         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9087         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9088 error:
9089         isl_set_free(set);
9090         isl_basic_map_free(bmap);
9091         return NULL;
9092 }
9093
9094 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9095 {
9096         unsigned dim;
9097         int size = 0;
9098
9099         if (!bset)
9100                 return -1;
9101
9102         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9103         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9104         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9105         size += bset->n_div * (2 + dim);
9106
9107         return size;
9108 }
9109
9110 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9111 {
9112         int i;
9113         int size = 0;
9114
9115         if (!set)
9116                 return -1;
9117
9118         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9119                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9120
9121         return size;
9122 }
9123
9124 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9125  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9126  */
9127 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9128         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9129 {
9130         int i;
9131
9132         if (!bmap)
9133                 return -1;
9134
9135         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9136
9137         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9138
9139         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9140                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9141                         continue;
9142                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9143                         return 1;
9144         }
9145
9146         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9147                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9148                         return 1;
9149
9150         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9151                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9152                 if (sgn > 0)
9153                         lower = 1;
9154                 if (sgn < 0)
9155                         upper = 1;
9156         }
9157
9158         return lower && upper;
9159 }
9160
9161 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9162         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9163 {
9164         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9165 }
9166
9167 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9168         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9169 {
9170         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9171 }
9172
9173 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9174         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9175 {
9176         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9177 }
9178
9179 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9180         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9181 {
9182         int i;
9183
9184         if (!map)
9185                 return -1;
9186
9187         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9188                 int bounded;
9189                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9190                 if (bounded < 0 || !bounded)
9191                         return bounded;
9192         }
9193
9194         return 1;
9195 }
9196
9197 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9198  * and a lower bound.
9199  */
9200 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9201         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9202 {
9203         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9204 }
9205
9206 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9207  */
9208 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9209         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9210         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9211                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9212 {
9213         int i;
9214
9215         if (!map)
9216                 return -1;
9217
9218         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9219                 int bounded;
9220                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9221                 if (bounded < 0 || bounded)
9222                         return bounded;
9223         }
9224
9225         return 0;
9226 }
9227
9228 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9229  */
9230 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9231         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9232 {
9233         return has_any_bound(set, type, pos,
9234                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9235 }
9236
9237 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9238  */
9239 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9240         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9241 {
9242         return has_any_bound(set, type, pos,
9243                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9244 }
9245
9246 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9247  */
9248 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9249         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9250         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9251                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9252 {
9253         int i;
9254
9255         if (!map)
9256                 return -1;
9257
9258         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9259                 int bounded;
9260                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9261                 if (bounded < 0 || !bounded)
9262                         return bounded;
9263         }
9264
9265         return 1;
9266 }
9267
9268 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9269  */
9270 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9271         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9272 {
9273         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9274 }
9275
9276 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9277  */
9278 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9279         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9280 {
9281         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9282 }
9283
9284 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9285  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9286  * elements of the array "signs".
9287  * Sign
9288  *      1 means that the variable is non-negative
9289  *      -1 means that the variable is non-positive
9290  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9291  */
9292 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9293         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9294 {
9295         isl_vec *bound = NULL;
9296         struct isl_tab *tab = NULL;
9297         struct isl_tab_undo *snap;
9298         int i;
9299
9300         if (!bset || !signs)
9301                 return -1;
9302
9303         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9304         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9305         if (!bound || !tab)
9306                 goto error;
9307
9308         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9309         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9310
9311         snap = isl_tab_snap(tab);
9312         for (i = 0; i < n; ++i) {
9313                 int empty;
9314
9315                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9316                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9317                         goto error;
9318                 empty = tab->empty;
9319                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9320                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9321                         goto error;
9322
9323                 if (empty) {
9324                         signs[i] = 1;
9325                         continue;
9326                 }
9327
9328                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9329                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9330                         goto error;
9331                 empty = tab->empty;
9332                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9333                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9334                         goto error;
9335
9336                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9337         }
9338
9339         isl_tab_free(tab);
9340         isl_vec_free(bound);
9341         return 0;
9342 error:
9343         isl_tab_free(tab);
9344         isl_vec_free(bound);
9345         return -1;
9346 }
9347
9348 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9349         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9350 {
9351         if (!bset || !signs)
9352                 return -1;
9353         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9354                 return -1);
9355
9356         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9357         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9358 }
9359
9360 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9361  * In particular, for each output dimension, check that there is
9362  * an equality that defines the output dimension in terms of
9363  * earlier dimensions.
9364  */
9365 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9366 {
9367         int i, j;
9368         unsigned total;
9369         unsigned n_out;
9370         unsigned o_out;
9371
9372         if (!bmap)
9373                 return -1;
9374
9375         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9376         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9377         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9378
9379         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9380                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9381                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9382                                 continue;
9383                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9384                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9385                                 break;
9386                 }
9387                 if (j >= bmap->n_eq)
9388                         return 0;
9389         }
9390
9391         return 1;
9392 }
9393
9394 /* Check if the given basic map is single-valued.
9395  * We simply compute
9396  *
9397  *      M \circ M^-1
9398  *
9399  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9400  */
9401 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9402 {
9403         isl_space *space;
9404         isl_basic_map *test;
9405         isl_basic_map *id;
9406         int sv;
9407
9408         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9409         if (sv < 0 || sv)
9410                 return sv;
9411
9412         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9413         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9414
9415         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9416         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9417         id = isl_basic_map_identity(space);
9418
9419         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9420
9421         isl_basic_map_free(test);
9422         isl_basic_map_free(id);
9423
9424         return sv;
9425 }
9426
9427 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9428  */
9429 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9430 {
9431         if (!map)
9432                 return -1;
9433         if (map->n == 0)
9434                 return 1;
9435         if (map->n >= 2)
9436                 return 0;
9437
9438         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9439 }
9440
9441 /* Check if the given map is single-valued.
9442  * We simply compute
9443  *
9444  *      M \circ M^-1
9445  *
9446  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9447  */
9448 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9449 {
9450         isl_space *dim;
9451         isl_map *test;
9452         isl_map *id;
9453         int sv;
9454
9455         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9456         if (sv < 0 || sv)
9457                 return sv;
9458
9459         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9460         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9461
9462         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9463         id = isl_map_identity(dim);
9464
9465         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9466
9467         isl_map_free(test);
9468         isl_map_free(id);
9469
9470         return sv;
9471 }
9472
9473 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9474 {
9475         int in;
9476
9477         map = isl_map_copy(map);
9478         map = isl_map_reverse(map);
9479         in = isl_map_is_single_valued(map);
9480         isl_map_free(map);
9481
9482         return in;
9483 }
9484
9485 /* Check if the given map is obviously injective.
9486  */
9487 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9488 {
9489         int in;
9490
9491         map = isl_map_copy(map);
9492         map = isl_map_reverse(map);
9493         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9494         isl_map_free(map);
9495
9496         return in;
9497 }
9498
9499 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9500 {
9501         int sv;
9502
9503         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9504         if (sv < 0 || !sv)
9505                 return sv;
9506
9507         return isl_map_is_injective(map);
9508 }
9509
9510 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9511 {
9512         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9513 }
9514
9515 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9516 {
9517         int ok;
9518         isl_set *delta;
9519
9520         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9521         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9522         isl_set_free(delta);
9523
9524         return ok;
9525 }
9526
9527 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9528 {
9529         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9530                 return 0;
9531         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9532                 return 0;
9533         return 1;
9534 }
9535
9536 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9537 {
9538         int i, j;
9539         unsigned nvar;
9540         unsigned ovar;
9541
9542         if (!bset)
9543                 return -1;
9544
9545         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9546                 return 0;
9547
9548         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9549         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9550         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9551                 int lower = 0, upper = 0;
9552                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9553                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9554                                 continue;
9555                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9556                                 return 0;
9557                         break;
9558                 }
9559                 if (i < bset->n_eq)
9560                         continue;
9561                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9562                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9563                                 continue;
9564                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9565                                 return 0;
9566                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9567                                 lower = 1;
9568                         else
9569                                 upper = 1;
9570                 }
9571                 if (!lower || !upper)
9572                         return 0;
9573         }
9574
9575         return 1;
9576 }
9577
9578 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9579 {
9580         if (!set)
9581                 return -1;
9582         if (set->n != 1)
9583                 return 0;
9584
9585         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9586 }
9587
9588 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9589 {
9590         if (!bset)
9591                 return -1;
9592         
9593         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9594 }
9595
9596 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9597 {
9598         if (!set)
9599                 return -1;
9600         
9601         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9602 }
9603
9604 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9605 {
9606         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9607         if (!bmap)
9608                 return NULL;
9609
9610         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9611         if (!bmap->dim)
9612                 goto error;
9613
9614         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9615
9616         return (isl_basic_set *)bmap;
9617 error:
9618         isl_basic_map_free(bmap);
9619         return NULL;
9620 }
9621
9622 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9623 {
9624         int i;
9625
9626         map = isl_map_cow(map);
9627         if (!map)
9628                 return NULL;
9629
9630         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9631                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9632                 if (!map->p[i])
9633                         goto error;
9634         }
9635         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9636         if (!map->dim)
9637                 goto error;
9638
9639         return (isl_set *)map;
9640 error:
9641         isl_map_free(map);
9642         return NULL;
9643 }
9644
9645 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9646 {
9647         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9648         if (!bset)
9649                 return NULL;
9650
9651         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9652         if (!bset->dim)
9653                 goto error;
9654
9655         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9656
9657         return (isl_basic_map *)bset;
9658 error:
9659         isl_basic_set_free(bset);
9660         return NULL;
9661 }
9662
9663 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9664 {
9665         int i;
9666
9667         if (!set)
9668                 return NULL;
9669
9670         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9671                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9672                         goto error);
9673
9674         set = isl_set_cow(set);
9675         if (!set)
9676                 return NULL;
9677
9678         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9679                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9680                 if (!set->p[i])
9681                         goto error;
9682         }
9683
9684         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9685         if (!set->dim)
9686                 goto error;
9687
9688         return (isl_map *)set;
9689 error:
9690         isl_set_free(set);
9691         return NULL;
9692 }
9693
9694 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9695         enum isl_dim_type type)
9696 {
9697         if (!bmap)
9698                 return NULL;
9699
9700         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9701                 return bmap;
9702
9703         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9704         if (!bmap)
9705                 return NULL;
9706
9707         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9708         if (!bmap->dim)
9709                 goto error;
9710
9711         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9712
9713         return bmap;
9714 error:
9715         isl_basic_map_free(bmap);
9716         return NULL;
9717 }
9718
9719 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9720         enum isl_dim_type type)
9721 {
9722         int i;
9723
9724         if (!map)
9725                 return NULL;
9726
9727         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9728                 return map;
9729
9730         map = isl_map_cow(map);
9731         if (!map)
9732                 return NULL;
9733
9734         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9735                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9736                 if (!map->p[i])
9737                         goto error;
9738         }
9739         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9740         if (!map->dim)
9741                 goto error;
9742
9743         return map;
9744 error:
9745         isl_map_free(map);
9746         return NULL;
9747 }
9748
9749 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9750 {
9751         if (!bmap)
9752                 return NULL;
9753
9754         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9755                 return bmap;
9756
9757         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9758         if (!bmap)
9759                 return NULL;
9760
9761         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9762         if (!bmap->dim)
9763                 goto error;
9764
9765         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9766
9767         return bmap;
9768 error:
9769         isl_basic_map_free(bmap);
9770         return NULL;
9771 }
9772
9773 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9774 {
9775         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9776 }
9777
9778 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9779         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9780 {
9781         if (!bmap)
9782                 return NULL;
9783
9784         if (!bmap->dim->nested[0])
9785                 return bmap;
9786
9787         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9788         if (!bmap)
9789                 return NULL;
9790
9791         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9792         if (!bmap->dim)
9793                 goto error;
9794
9795         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9796
9797         return bmap;
9798 error:
9799         isl_basic_map_free(bmap);
9800         return NULL;
9801 }
9802
9803 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9804         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9805 {
9806         if (!bmap)
9807                 return NULL;
9808
9809         if (!bmap->dim->nested[1])
9810                 return bmap;
9811
9812         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9813         if (!bmap)
9814                 return NULL;
9815
9816         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9817         if (!bmap->dim)
9818                 goto error;
9819
9820         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9821
9822         return bmap;
9823 error:
9824         isl_basic_map_free(bmap);
9825         return NULL;
9826 }
9827
9828 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9829 {
9830         int i;
9831
9832         if (!map)
9833                 return NULL;
9834
9835         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9836                 return map;
9837
9838         map = isl_map_cow(map);
9839         if (!map)
9840                 return NULL;
9841
9842         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9843                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9844                 if (!map->p[i])
9845                         goto error;
9846         }
9847         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9848         if (!map->dim)
9849                 goto error;
9850
9851         return map;
9852 error:
9853         isl_map_free(map);
9854         return NULL;
9855 }
9856
9857 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9858 {
9859         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9860 }
9861
9862 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9863 {
9864         isl_space *dim, *flat_dim;
9865         isl_map *map;
9866
9867         dim = isl_set_get_space(set);
9868         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9869         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9870         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9871
9872         return map;
9873 }
9874
9875 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9876 {
9877         int i;
9878
9879         if (!map)
9880                 return NULL;
9881
9882         if (!map->dim->nested[0])
9883                 return map;
9884
9885         map = isl_map_cow(map);
9886         if (!map)
9887                 return NULL;
9888
9889         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9890                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9891                 if (!map->p[i])
9892                         goto error;
9893         }
9894         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9895         if (!map->dim)
9896                 goto error;
9897
9898         return map;
9899 error:
9900         isl_map_free(map);
9901         return NULL;
9902 }
9903
9904 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9905 {
9906         int i;
9907
9908         if (!map)
9909                 return NULL;
9910
9911         if (!map->dim->nested[1])
9912                 return map;
9913
9914         map = isl_map_cow(map);
9915         if (!map)
9916                 return NULL;
9917
9918         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9919                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9920                 if (!map->p[i])
9921                         goto error;
9922         }
9923         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9924         if (!map->dim)
9925                 goto error;
9926
9927         return map;
9928 error:
9929         isl_map_free(map);
9930         return NULL;
9931 }
9932
9933 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9934  * and set the dimension specification to "dim".
9935  */
9936 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9937         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9938 {
9939         isl_basic_map *res;
9940         unsigned flags;
9941
9942         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9943         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9944                 goto error;
9945
9946         flags = bmap->flags;
9947         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9948         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9949         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9950         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9951                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9952         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9953         if (res)
9954                 res->flags = flags;
9955         res = isl_basic_map_finalize(res);
9956         return res;
9957 error:
9958         free(dim_map);
9959         isl_basic_map_free(bmap);
9960         isl_space_free(dim);
9961         return NULL;
9962 }
9963
9964 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9965  */
9966 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9967         __isl_take isl_reordering *r)
9968 {
9969         int i;
9970         struct isl_dim_map *dim_map;
9971
9972         map = isl_map_cow(map);
9973         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9974         if (!map || !r || !dim_map)
9975                 goto error;
9976
9977         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9978                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9979
9980                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9981
9982                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9983                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9984
9985                 if (!map->p[i])
9986                         goto error;
9987         }
9988
9989         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9990
9991         isl_reordering_free(r);
9992         free(dim_map);
9993         return map;
9994 error:
9995         free(dim_map);
9996         isl_map_free(map);
9997         isl_reordering_free(r);
9998         return NULL;
9999 }
10000
10001 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10002         __isl_take isl_reordering *r)
10003 {
10004         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10005 }
10006
10007 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10008         __isl_take isl_space *model)
10009 {
10010         isl_ctx *ctx;
10011
10012         if (!map || !model)
10013                 goto error;
10014
10015         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10016         if (!isl_space_has_named_params(model))
10017                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10018                         "model has unnamed parameters", goto error);
10019         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10020                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10021                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10022         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10023                 isl_reordering *exp;
10024
10025                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10026                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10027                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10028                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10029                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10030                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10031                 map = isl_map_realign(map, exp);
10032         }
10033
10034         isl_space_free(model);
10035         return map;
10036 error:
10037         isl_space_free(model);
10038         isl_map_free(map);
10039         return NULL;
10040 }
10041
10042 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10043         __isl_take isl_space *model)
10044 {
10045         return isl_map_align_params(set, model);
10046 }
10047
10048 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10049  * additional parameters if needed.
10050  */
10051 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10052         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10053 {
10054         isl_ctx *ctx;
10055
10056         if (!bmap || !model)
10057                 goto error;
10058
10059         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10060         if (!isl_space_has_named_params(model))
10061                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10062                         "model has unnamed parameters", goto error);
10063         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10064                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10065                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10066         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10067                 isl_reordering *exp;
10068                 struct isl_dim_map *dim_map;
10069
10070                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10071                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10072                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10073                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10074                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10075                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10076                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10077                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10078                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10079                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10080                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10081                 isl_reordering_free(exp);
10082                 free(dim_map);
10083         }
10084
10085         isl_space_free(model);
10086         return bmap;
10087 error:
10088         isl_space_free(model);
10089         isl_basic_map_free(bmap);
10090         return NULL;
10091 }
10092
10093 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10094  * additional parameters if needed.
10095  */
10096 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10097         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10098 {
10099         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10100 }
10101
10102 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10103                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10104                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10105                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10106 {
10107         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10108         struct isl_mat *mat;
10109         int i, j, k;
10110         int pos;
10111
10112         if (!bmap)
10113                 return NULL;
10114         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10115                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10116         if (!mat)
10117                 return NULL;
10118         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10119                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10120                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10121                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10122                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10123                                             bmap->eq[i][off + k]);
10124                                 ++pos;
10125                         }
10126                 }
10127
10128         return mat;
10129 }
10130
10131 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10132                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10133                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10134                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10135 {
10136         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10137         struct isl_mat *mat;
10138         int i, j, k;
10139         int pos;
10140
10141         if (!bmap)
10142                 return NULL;
10143         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10144                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10145         if (!mat)
10146                 return NULL;
10147         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10148                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10149                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10150                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10151                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10152                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10153                                 ++pos;
10154                         }
10155                 }
10156
10157         return mat;
10158 }
10159
10160 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10161         __isl_take isl_space *dim,
10162         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10163         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10164         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10165 {
10166         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10167         isl_basic_map *bmap;
10168         unsigned total;
10169         unsigned extra;
10170         int i, j, k, l;
10171         int pos;
10172
10173         if (!dim || !eq || !ineq)
10174                 goto error;
10175
10176         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10177                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10178                         "equalities and inequalities matrices should have "
10179                         "same number of columns", goto error);
10180
10181         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10182
10183         if (eq->n_col < total)
10184                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10185                         "number of columns too small", goto error);
10186
10187         extra = eq->n_col - total;
10188
10189         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10190                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10191         if (!bmap)
10192                 goto error;
10193         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10194                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10195                 if (k < 0)
10196                         goto error;
10197                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10198         }
10199         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10200                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10201                 if (l < 0)
10202                         goto error;
10203                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10204                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10205                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10206                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10207                                             eq->row[i][pos]);
10208                                 ++pos;
10209                         }
10210                 }
10211         }
10212         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10213                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10214                 if (l < 0)
10215                         goto error;
10216                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10217                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10218                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10219                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10220                                             ineq->row[i][pos]);
10221                                 ++pos;
10222                         }
10223                 }
10224         }
10225
10226         isl_space_free(dim);
10227         isl_mat_free(eq);
10228         isl_mat_free(ineq);
10229
10230         return bmap;
10231 error:
10232         isl_space_free(dim);
10233         isl_mat_free(eq);
10234         isl_mat_free(ineq);
10235         return NULL;
10236 }
10237
10238 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10239         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10240         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10241 {
10242         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10243                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10244 }
10245
10246 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10247         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10248         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10249 {
10250         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10251                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10252 }
10253
10254 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10255         __isl_take isl_space *dim,
10256         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10257         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10258 {
10259         return (isl_basic_set*)
10260             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10261                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10262 }
10263
10264 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10265 {
10266         if (!bmap)
10267                 return -1;
10268         
10269         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10270 }
10271
10272 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10273 {
10274         if (!map)
10275                 return -1;
10276         
10277         return isl_space_can_zip(map->dim);
10278 }
10279
10280 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10281  * (A -> C) -> (B -> D).
10282  */
10283 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10284 {
10285         unsigned pos;
10286         unsigned n1;
10287         unsigned n2;
10288
10289         if (!bmap)
10290                 return NULL;
10291
10292         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10293                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10294                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10295         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10296                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10297         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10298         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10299         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10300         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10301         if (!bmap)
10302                 return NULL;
10303         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10304         if (!bmap->dim)
10305                 goto error;
10306         return bmap;
10307 error:
10308         isl_basic_map_free(bmap);
10309         return NULL;
10310 }
10311
10312 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10313  * (A -> C) -> (B -> D).
10314  */
10315 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10316 {
10317         int i;
10318
10319         if (!map)
10320                 return NULL;
10321
10322         if (!isl_map_can_zip(map))
10323                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10324                         goto error);
10325
10326         map = isl_map_cow(map);
10327         if (!map)
10328                 return NULL;
10329
10330         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10331                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10332                 if (!map->p[i])
10333                         goto error;
10334         }
10335
10336         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10337         if (!map->dim)
10338                 goto error;
10339
10340         return map;
10341 error:
10342         isl_map_free(map);
10343         return NULL;
10344 }
10345
10346 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10347  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10348  */
10349 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10350 {
10351         if (!bmap)
10352                 return -1;
10353
10354         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10355 }
10356
10357 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10358  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10359  */
10360 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10361 {
10362         if (!map)
10363                 return -1;
10364
10365         return isl_space_can_curry(map->dim);
10366 }
10367
10368 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10369  * A -> (B -> C).
10370  */
10371 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10372 {
10373
10374         if (!bmap)
10375                 return NULL;
10376
10377         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10378                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10379                         "basic map cannot be curried", goto error);
10380         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10381         if (!bmap->dim)
10382                 goto error;
10383         return bmap;
10384 error:
10385         isl_basic_map_free(bmap);
10386         return NULL;
10387 }
10388
10389 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10390  * A -> (B -> C).
10391  */
10392 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10393 {
10394         int i;
10395
10396         if (!map)
10397                 return NULL;
10398
10399         if (!isl_map_can_curry(map))
10400                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10401                         goto error);
10402
10403         map = isl_map_cow(map);
10404         if (!map)
10405                 return NULL;
10406
10407         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10408                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10409                 if (!map->p[i])
10410                         goto error;
10411         }
10412
10413         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10414         if (!map->dim)
10415                 goto error;
10416
10417         return map;
10418 error:
10419         isl_map_free(map);
10420         return NULL;
10421 }
10422
10423 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10424  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10425  */
10426 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10427 {
10428         if (!bmap)
10429                 return -1;
10430
10431         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10432 }
10433
10434 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10435  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10436  */
10437 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10438 {
10439         if (!map)
10440                 return -1;
10441
10442         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10443 }
10444
10445 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10446  * (A -> B) -> C.
10447  */
10448 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10449 {
10450
10451         if (!bmap)
10452                 return NULL;
10453
10454         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10455                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10456                         "basic map cannot be uncurried",
10457                         return isl_basic_map_free(bmap));
10458         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10459         if (!bmap->dim)
10460                 return isl_basic_map_free(bmap);
10461         return bmap;
10462 }
10463
10464 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10465  * (A -> B) -> C.
10466  */
10467 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10468 {
10469         int i;
10470
10471         if (!map)
10472                 return NULL;
10473
10474         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10475                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10476                         return isl_map_free(map));
10477
10478         map = isl_map_cow(map);
10479         if (!map)
10480                 return NULL;
10481
10482         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10483                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10484                 if (!map->p[i])
10485                         return isl_map_free(map);
10486         }
10487
10488         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10489         if (!map->dim)
10490                 return isl_map_free(map);
10491
10492         return map;
10493 }
10494
10495 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10496  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10497  */
10498 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10499 {
10500         int k;
10501         int pos;
10502         isl_local_space *ls;
10503         isl_basic_map *bmap;
10504
10505         if (!aff)
10506                 return NULL;
10507
10508         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10509         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10510         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10511         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10512         if (k < 0)
10513                 goto error;
10514
10515         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10516         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10517         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10518         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10519                     aff->v->size - (pos + 1));
10520
10521         isl_aff_free(aff);
10522         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10523         return bmap;
10524 error:
10525         isl_aff_free(aff);
10526         isl_basic_map_free(bmap);
10527         return NULL;
10528 }
10529
10530 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10531  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10532  */
10533 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10534 {
10535         isl_basic_map *bmap;
10536
10537         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10538         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10539 }
10540
10541 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10542  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10543  * corresponding affine expression.
10544  */
10545 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10546         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10547 {
10548         int i;
10549         isl_space *space;
10550         isl_basic_map *bmap;
10551
10552         if (!maff)
10553                 return NULL;
10554
10555         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10556                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10557                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10558
10559         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10560         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10561
10562         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10563                 isl_aff *aff;
10564                 isl_basic_map *bmap_i;
10565
10566                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10567                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10568
10569                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10570         }
10571
10572         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10573
10574         isl_multi_aff_free(maff);
10575         return bmap;
10576 }
10577
10578 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10579  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10580  * corresponding affine expression.
10581  */
10582 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10583 {
10584         isl_basic_map *bmap;
10585
10586         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10587         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10588 }
10589
10590 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10591  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10592  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10593  * corresponding affine expression.
10594  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10595  * domain_dim.
10596  */
10597 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10598         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10599 {
10600         int i;
10601         isl_space *dim;
10602         isl_basic_map *bmap;
10603
10604         if (!list)
10605                 return NULL;
10606
10607         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10608         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10609
10610         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10611                 isl_aff *aff;
10612                 isl_basic_map *bmap_i;
10613
10614                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10615                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10616
10617                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10618         }
10619
10620         isl_aff_list_free(list);
10621         return bmap;
10622 }
10623
10624 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10625         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10626 {
10627         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10628 }
10629
10630 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10631  */
10632 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10633         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10634 {
10635         isl_basic_map *bmap = NULL;
10636         int i;
10637
10638         if (!space)
10639                 return NULL;
10640
10641         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10642                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10643                         "index out of bounds", goto error);
10644         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10645                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10646                         "index out of bounds", goto error);
10647
10648         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10649                 return isl_basic_map_universe(space);
10650
10651         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10652         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10653         if (i < 0)
10654                 goto error;
10655         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10656         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10657         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10658         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10659         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10660         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10661         isl_space_free(space);
10662         return bmap;
10663 error:
10664         isl_space_free(space);
10665         isl_basic_map_free(bmap);
10666         return NULL;
10667 }
10668
10669 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10670  */
10671 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10672         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10673 {
10674         isl_basic_map *eq;
10675
10676         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10677
10678         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10679
10680         return bmap;
10681 }
10682
10683 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10684  */
10685 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10686         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10687 {
10688         isl_basic_map *bmap;
10689
10690         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10691
10692         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10693
10694         return map;
10695 }
10696
10697 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10698  */
10699 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10700         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10701 {
10702         isl_basic_map *bmap = NULL;
10703         int i;
10704
10705         if (!map)
10706                 return NULL;
10707
10708         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10709                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10710                         "index out of bounds", goto error);
10711         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10712                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10713                         "index out of bounds", goto error);
10714
10715         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10716         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10717         if (i < 0)
10718                 goto error;
10719         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10720         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10721         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10722         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10723         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10724         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10725
10726         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10727
10728         return map;
10729 error:
10730         isl_basic_map_free(bmap);
10731         isl_map_free(map);
10732         return NULL;
10733 }
10734
10735 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10736  * greater than or equal to that of the second.
10737  */
10738 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10739         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10740 {
10741         isl_constraint *c;
10742         isl_local_space *ls;
10743
10744         if (!bmap)
10745                 return NULL;
10746
10747         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10748                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10749                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10750         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10751                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10752                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10753
10754         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10755                 return bmap;
10756
10757         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10758         c = isl_inequality_alloc(ls);
10759         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10760         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10761         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10762
10763         return bmap;
10764 }
10765
10766 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10767  * greater than that of the second.
10768  */
10769 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10770         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10771 {
10772         isl_basic_map *bmap = NULL;
10773         int i;
10774
10775         if (!map)
10776                 return NULL;
10777
10778         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10779                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10780                         "index out of bounds", goto error);
10781         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10782                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10783                         "index out of bounds", goto error);
10784
10785         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10786                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10787                 isl_map_free(map);
10788                 return isl_map_empty(space);
10789         }
10790
10791         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10792         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10793         if (i < 0)
10794                 goto error;
10795         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10796         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10797         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10798         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10799         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10800         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10801         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10802
10803         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10804
10805         return map;
10806 error:
10807         isl_basic_map_free(bmap);
10808         isl_map_free(map);
10809         return NULL;
10810 }
10811
10812 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10813  * smaller than that of the second.
10814  */
10815 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10816         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10817 {
10818         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10819 }
10820
10821 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10822         int pos)
10823 {
10824         isl_aff *div;
10825         isl_local_space *ls;
10826
10827         if (!bmap)
10828                 return NULL;
10829
10830         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10831                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10832                         "some divs are unknown", return NULL);
10833
10834         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10835         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10836         isl_local_space_free(ls);
10837
10838         return div;
10839 }
10840
10841 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10842         int pos)
10843 {
10844         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10845 }
10846
10847 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10848  *
10849  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10850  *
10851  *      f/d
10852  *
10853  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10854  *
10855  *      floor((a i + g)/m)
10856  *
10857  * is replaced by
10858  *
10859  *      floor((a f + d g)/(m d))
10860  *
10861  * Constraints of the form
10862  *
10863  *      a i + g
10864  *
10865  * are replaced by
10866  *
10867  *      a f + d g
10868  *
10869  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10870  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10871  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10872  */
10873 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10874         __isl_take isl_basic_set *bset,
10875         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10876 {
10877         int i;
10878         isl_int v;
10879         isl_ctx *ctx;
10880
10881         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10882                 return bset;
10883
10884         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10885         if (!bset || !subs)
10886                 goto error;
10887
10888         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10889         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10890                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10891                         "spaces don't match", goto error);
10892         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10893                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10894                         "cannot handle divs yet", goto error);
10895         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10896                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10897                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10898
10899         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10900
10901         isl_int_init(v);
10902
10903         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10904                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10905                         continue;
10906                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10907                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10908                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10909                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10910         }
10911
10912         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10913                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10914                         continue;
10915                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10916                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10917                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10918                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10919         }
10920
10921         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10922                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10923                         continue;
10924                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10925                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10926                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10927                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10928                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10929                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10930         }
10931
10932         isl_int_clear(v);
10933
10934         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10935         return isl_basic_set_finalize(bset);
10936 error:
10937         isl_basic_set_free(bset);
10938         return NULL;
10939 }
10940
10941 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10942  */
10943 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10944         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10945 {
10946         int i;
10947
10948         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10949                 return set;
10950
10951         set = isl_set_cow(set);
10952         if (!set || !subs)
10953                 goto error;
10954
10955         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10956                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10957                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10958                         goto error;
10959         }
10960
10961         return set;
10962 error:
10963         isl_set_free(set);
10964         return NULL;
10965 }
10966
10967 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10968  * Return -1 if anything is wrong.
10969  */
10970 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
10971         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10972 {
10973         int m;
10974         isl_space *ma_space;
10975
10976         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
10977         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
10978         isl_space_free(ma_space);
10979         if (m >= 0 && !m)
10980                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10981                         "spaces don't match", return -1);
10982         return m;
10983 }
10984
10985 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
10986  * Return -1 if anything is wrong.
10987  */
10988 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
10989         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10990 {
10991         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
10992 }
10993
10994 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
10995  * of the other divs in "bset".
10996  */
10997 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10998         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
10999 {
11000         int i;
11001         isl_local_space *ls;
11002
11003         if (n_div == 0)
11004                 return 0;
11005
11006         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11007         if (!ls)
11008                 return -1;
11009
11010         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11011                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11012                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11013                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11014                         goto error;
11015         }
11016
11017         isl_local_space_free(ls);
11018         return 0;
11019 error:
11020         isl_local_space_free(ls);
11021         return -1;
11022 }
11023
11024 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11025  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11026  * different from one?
11027  */
11028 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11029 {
11030         int i;
11031         int strides = 0;
11032
11033         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11034                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11035                         strides++;
11036
11037         return strides;
11038 }
11039
11040 /* For each affine expression in ma of the form
11041  *
11042  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11043  *
11044  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11045  * of the form
11046  *
11047  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11048  *
11049  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11050  */
11051 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11052         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11053 {
11054         int i, k;
11055         int div;
11056         int total;
11057
11058         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11059         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11060                 int len;
11061
11062                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11063                         continue;
11064                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11065                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11066                 if (div < 0 || k < 0)
11067                         goto error;
11068                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11069                 len = ma->p[i]->v->size;
11070                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11071                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11072                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11073                 total++;
11074         }
11075
11076         return bset;
11077 error:
11078         isl_basic_set_free(bset);
11079         return NULL;
11080 }
11081
11082 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11083  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11084  * that lives in the domain space of "ma".
11085  *
11086  * If bset is represented by
11087  *
11088  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11089  *
11090  * and ma is represented by
11091  *
11092  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11093  *
11094  * then the result is
11095  *
11096  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11097  *
11098  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11099  * In particular
11100  *
11101  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11102  *
11103  * becomes
11104  *
11105  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11106  *
11107  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11108  *
11109  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11110  *
11111  * the additional constraints are added to ensure that we only
11112  * map back integer points.  That is we enforce
11113  *
11114  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11115  *
11116  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11117  *
11118  * We first copy over the divs from "ma".
11119  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11120  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11121  */
11122 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11123         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11124 {
11125         int i, k;
11126         isl_space *space;
11127         isl_basic_set *res = NULL;
11128         int n_div_bset, n_div_ma;
11129         isl_int f, c1, c2, g;
11130         int rational, strides;
11131
11132         isl_int_init(f);
11133         isl_int_init(c1);
11134         isl_int_init(c2);
11135         isl_int_init(g);
11136
11137         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11138         if (!bset || !ma)
11139                 goto error;
11140         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11141                 goto error;
11142
11143         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11144         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11145
11146         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11147         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11148         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11149         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11150                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11151         if (rational)
11152                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11153
11154         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11155                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11156                         goto error;
11157
11158         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11159                 goto error;
11160
11161         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11162                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11163                 if (k < 0)
11164                         goto error;
11165                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11166                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11167         }
11168
11169         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11170                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11171                 if (k < 0)
11172                         goto error;
11173                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11174                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11175         }
11176
11177         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11178                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11179                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11180                         continue;
11181                 }
11182                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11183                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11184         }
11185
11186         if (strides)
11187                 res = add_ma_strides(res, ma);
11188
11189         isl_int_clear(f);
11190         isl_int_clear(c1);
11191         isl_int_clear(c2);
11192         isl_int_clear(g);
11193         isl_basic_set_free(bset);
11194         isl_multi_aff_free(ma);
11195         res = isl_basic_set_simplify(res);
11196         return isl_basic_set_finalize(res);
11197 error:
11198         isl_int_clear(f);
11199         isl_int_clear(c1);
11200         isl_int_clear(c2);
11201         isl_int_clear(g);
11202         isl_basic_set_free(bset);
11203         isl_multi_aff_free(ma);
11204         isl_basic_set_free(res);
11205         return NULL;
11206 }
11207
11208 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11209  * Return -1 if anything is wrong.
11210  */
11211 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11212         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11213 {
11214         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11215 }
11216
11217 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11218  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11219  * that lives in the domain space of "ma".
11220  */
11221 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11222         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11223 {
11224         int i;
11225
11226         set = isl_set_cow(set);
11227         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11228         if (!set || !ma)
11229                 goto error;
11230         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11231                 goto error;
11232
11233         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11234                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11235                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11236                 if (!set->p[i])
11237                         goto error;
11238         }
11239
11240         isl_space_free(set->dim);
11241         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11242         if (!set->dim)
11243                 goto error;
11244
11245         isl_multi_aff_free(ma);
11246         if (set->n > 1)
11247                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11248         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11249         return set;
11250 error:
11251         isl_multi_aff_free(ma);
11252         isl_set_free(set);
11253         return NULL;
11254 }
11255
11256 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11257         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11258 {
11259         if (!set || !ma)
11260                 goto error;
11261
11262         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11263                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11264
11265         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11266             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11267                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11268                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11269         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11270         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11271
11272         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11273 error:
11274         isl_multi_aff_free(ma);
11275         return isl_set_free(set);
11276 }
11277
11278 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11279  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11280  * that lives in the domain space of "pma".
11281  */
11282 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11283         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11284 {
11285         int i;
11286         isl_set *res;
11287
11288         if (!pma)
11289                 goto error;
11290
11291         if (pma->n == 0) {
11292                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11293                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11294                 isl_set_free(set);
11295                 return res;
11296         }
11297
11298         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11299                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11300         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11301
11302         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11303                 isl_set *res_i;
11304
11305                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11306                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11307                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11308                 res = isl_set_union(res, res_i);
11309         }
11310
11311         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11312         isl_set_free(set);
11313         return res;
11314 error:
11315         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11316         isl_set_free(set);
11317         return NULL;
11318 }
11319
11320 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11321         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11322 {
11323         if (!set || !pma)
11324                 goto error;
11325
11326         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11327                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11328
11329         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11330             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11331                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11332                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11333         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11334         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11335
11336         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11337 error:
11338         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11339         return isl_set_free(set);
11340 }