c1ab54affb223970443d91c71bb1d74e77d7dd8b
[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 GNU LGPLv2.1 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 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
412         enum isl_dim_type type)
413 {
414         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
415 }
416
417 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
418         const char *s)
419 {
420         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
421 }
422
423 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
424         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
425 {
426         map = isl_map_cow(map);
427         if (!map)
428                 return isl_id_free(id);
429
430         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
431
432         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
433 }
434
435 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
436         __isl_take isl_id *id)
437 {
438         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
439 }
440
441 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
442         enum isl_dim_type type)
443 {
444         map = isl_map_cow(map);
445         if (!map)
446                 return NULL;
447
448         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
449
450         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
451 }
452
453 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
454 {
455         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
456 }
457
458 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
459 {
460         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
461 }
462
463 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
464         enum isl_dim_type type)
465 {
466         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
467 }
468
469 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
470 {
471         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
472 }
473
474 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
475 {
476         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
477 }
478
479 /* Does the set tuple have a name?
480  */
481 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
484 }
485
486
487 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
488 {
489         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
490 }
491
492 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
493 {
494         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
495 }
496
497 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
498         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
499 {
500         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
501 }
502
503 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
504         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
505 {
506         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
507 }
508
509 /* Does the given dimension have a name?
510  */
511 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
512         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
513 {
514         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
515 }
516
517 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
518         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
519 {
520         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
521 }
522
523 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
524         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
525 {
526         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
527 }
528
529 /* Does the given dimension have a name?
530  */
531 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
532         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
533 {
534         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
535 }
536
537 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
538         __isl_take isl_basic_map *bmap,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
540 {
541         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
542         if (!bmap)
543                 return NULL;
544         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
545         if (!bmap->dim)
546                 goto error;
547         return isl_basic_map_finalize(bmap);
548 error:
549         isl_basic_map_free(bmap);
550         return NULL;
551 }
552
553 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
554         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
555 {
556         int i;
557
558         map = isl_map_cow(map);
559         if (!map)
560                 return NULL;
561
562         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
563         if (!map->dim)
564                 goto error;
565
566         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
567                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
568                 if (!map->p[i])
569                         goto error;
570         }
571
572         return map;
573 error:
574         isl_map_free(map);
575         return NULL;
576 }
577
578 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
579         __isl_take isl_basic_set *bset,
580         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
581 {
582         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
583                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
584 }
585
586 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
590 }
591
592 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
593         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
594 {
595         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
596 }
597
598 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
599         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
600 {
601         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
602 }
603
604 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
605         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
606 {
607         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
608 }
609
610 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
611         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
612 {
613         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
614 }
615
616 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
617         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
618 {
619         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
620 }
621
622 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
623         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
624 {
625         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
626 }
627
628 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
629         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
630 {
631         map = isl_map_cow(map);
632         if (!map)
633                 return isl_id_free(id);
634
635         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
636
637         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
638 }
639
640 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
641         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
642 {
643         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
644 }
645
646 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
647         __isl_keep isl_id *id)
648 {
649         if (!map)
650                 return -1;
651         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
652 }
653
654 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
655         __isl_keep isl_id *id)
656 {
657         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
658 }
659
660 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
661         const char *name)
662 {
663         if (!map)
664                 return -1;
665         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
666 }
667
668 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
669         const char *name)
670 {
671         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
672 }
673
674 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
675 {
676         if (!bmap)
677                 return -1;
678         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
679 }
680
681 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
682 {
683         return isl_basic_map_is_rational(bset);
684 }
685
686 /* Is this basic set a parameter domain?
687  */
688 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         if (!bset)
691                 return -1;
692         return isl_space_is_params(bset->dim);
693 }
694
695 /* Is this set a parameter domain?
696  */
697 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
698 {
699         if (!set)
700                 return -1;
701         return isl_space_is_params(set->dim);
702 }
703
704 /* Is this map actually a parameter domain?
705  * Users should never call this function.  Outside of isl,
706  * a map can never be a parameter domain.
707  */
708 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
709 {
710         if (!map)
711                 return -1;
712         return isl_space_is_params(map->dim);
713 }
714
715 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
716                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
717                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
718 {
719         int i;
720         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
721
722         bmap->ctx = ctx;
723         isl_ctx_ref(ctx);
724
725         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
726         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
727                 goto error;
728
729         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
730         if (!bmap->ineq)
731                 goto error;
732
733         if (extra == 0) {
734                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
735                 bmap->div = NULL;
736         } else {
737                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
738                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
739                         goto error;
740
741                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
742                 if (!bmap->div)
743                         goto error;
744         }
745
746         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
747                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
748
749         for (i = 0; i < extra; ++i)
750                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
751
752         bmap->ref = 1;
753         bmap->flags = 0;
754         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
755         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
756         bmap->extra = extra;
757         bmap->n_eq = 0;
758         bmap->n_ineq = 0;
759         bmap->n_div = 0;
760         bmap->sample = NULL;
761
762         return bmap;
763 error:
764         isl_basic_map_free(bmap);
765         return NULL;
766 }
767
768 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
769                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
770                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
771 {
772         struct isl_basic_map *bmap;
773         isl_space *space;
774
775         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
776         if (!space)
777                 return NULL;
778
779         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
780         return (struct isl_basic_set *)bmap;
781 }
782
783 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
784                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
785 {
786         struct isl_basic_map *bmap;
787         if (!dim)
788                 return NULL;
789         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
790         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
791         return (struct isl_basic_set *)bmap;
792 error:
793         isl_space_free(dim);
794         return NULL;
795 }
796
797 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
798                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
799 {
800         struct isl_basic_map *bmap;
801
802         if (!dim)
803                 return NULL;
804         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
805         if (!bmap)
806                 goto error;
807         bmap->dim = dim;
808
809         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
810 error:
811         isl_space_free(dim);
812         return NULL;
813 }
814
815 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
816                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
817                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
818 {
819         struct isl_basic_map *bmap;
820         isl_space *dim;
821
822         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
823         if (!dim)
824                 return NULL;
825
826         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
827         return bmap;
828 }
829
830 static void dup_constraints(
831                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
832 {
833         int i;
834         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
835
836         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
837                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
838                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
839         }
840
841         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
842                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
843                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
844         }
845
846         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
847                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
848                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
849         }
850         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
851 }
852
853 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
854 {
855         struct isl_basic_map *dup;
856
857         if (!bmap)
858                 return NULL;
859         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
860                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
861         if (!dup)
862                 return NULL;
863         dup_constraints(dup, bmap);
864         dup->flags = bmap->flags;
865         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
866         return dup;
867 }
868
869 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
870 {
871         struct isl_basic_map *dup;
872
873         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
874         return (struct isl_basic_set *)dup;
875 }
876
877 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
878 {
879         if (!bset)
880                 return NULL;
881
882         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
883                 bset->ref++;
884                 return bset;
885         }
886         return isl_basic_set_dup(bset);
887 }
888
889 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
890 {
891         if (!set)
892                 return NULL;
893
894         set->ref++;
895         return set;
896 }
897
898 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
899 {
900         if (!bmap)
901                 return NULL;
902
903         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
904                 bmap->ref++;
905                 return bmap;
906         }
907         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
908         if (bmap)
909                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
910         return bmap;
911 }
912
913 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
914 {
915         if (!map)
916                 return NULL;
917
918         map->ref++;
919         return map;
920 }
921
922 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
923 {
924         if (!bmap)
925                 return;
926
927         if (--bmap->ref > 0)
928                 return;
929
930         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
931         free(bmap->div);
932         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
933         free(bmap->ineq);
934         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
935         isl_vec_free(bmap->sample);
936         isl_space_free(bmap->dim);
937         free(bmap);
938 }
939
940 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
941 {
942         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
943 }
944
945 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
946 {
947         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
948 }
949
950 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
951         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
952         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
953                                     __isl_take isl_map *map2))
954 {
955         if (!map1 || !map2)
956                 goto error;
957         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
958                 return fn(map1, map2);
959         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
960             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
961                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
962                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
963         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
964         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
965         return fn(map1, map2);
966 error:
967         isl_map_free(map1);
968         isl_map_free(map2);
969         return NULL;
970 }
971
972 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
973         __isl_keep isl_map *map2,
974         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
975 {
976         int r;
977
978         if (!map1 || !map2)
979                 return -1;
980         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
981                 return fn(map1, map2);
982         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
983             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
984                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
985                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
986         map1 = isl_map_copy(map1);
987         map2 = isl_map_copy(map2);
988         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
989         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
990         r = fn(map1, map2);
991         isl_map_free(map1);
992         isl_map_free(map2);
993         return r;
994 }
995
996 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
997 {
998         struct isl_ctx *ctx;
999         if (!bmap)
1000                 return -1;
1001         ctx = bmap->ctx;
1002         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1003         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1004                         return -1);
1005         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1006         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1007         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1008         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1009         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1010         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1011                 isl_int *t;
1012                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1013                 if (j < 0)
1014                         return -1;
1015                 t = bmap->ineq[j];
1016                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1017                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1018                 bmap->eq[-1] = t;
1019                 bmap->n_eq++;
1020                 bmap->n_ineq--;
1021                 bmap->eq--;
1022                 return 0;
1023         }
1024         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1025                       bmap->extra - bmap->n_div);
1026         return bmap->n_eq++;
1027 }
1028
1029 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1030 {
1031         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1032 }
1033
1034 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1035 {
1036         if (!bmap)
1037                 return -1;
1038         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1039         bmap->n_eq -= n;
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1044 {
1045         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1046 }
1047
1048 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1049 {
1050         isl_int *t;
1051         if (!bmap)
1052                 return -1;
1053         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1054
1055         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1056                 t = bmap->eq[pos];
1057                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1058                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1059         }
1060         bmap->n_eq--;
1061         return 0;
1062 }
1063
1064 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1065 {
1066         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1067 }
1068
1069 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1070                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1071 {
1072         isl_int *t;
1073
1074         t = bmap->ineq[pos];
1075         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1076         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1077         bmap->eq[-1] = t;
1078         bmap->n_eq++;
1079         bmap->n_ineq--;
1080         bmap->eq--;
1081         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1082         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1083         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1085 }
1086
1087 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1088 {
1089         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1090 }
1091
1092 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1093 {
1094         struct isl_ctx *ctx;
1095         if (!bmap)
1096                 return -1;
1097         ctx = bmap->ctx;
1098         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1099         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1100         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1101         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1102         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1103         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1104                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1105                       bmap->extra - bmap->n_div);
1106         return bmap->n_ineq++;
1107 }
1108
1109 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1110 {
1111         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1112 }
1113
1114 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1115 {
1116         if (!bmap)
1117                 return -1;
1118         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1119         bmap->n_ineq -= n;
1120         return 0;
1121 }
1122
1123 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1124 {
1125         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1126 }
1127
1128 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1129 {
1130         isl_int *t;
1131         if (!bmap)
1132                 return -1;
1133         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1134
1135         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1136                 t = bmap->ineq[pos];
1137                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1138                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1139                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1140         }
1141         bmap->n_ineq--;
1142         return 0;
1143 }
1144
1145 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1146 {
1147         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1148 }
1149
1150 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1151         isl_int *eq)
1152 {
1153         int k;
1154
1155         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1156         if (!bmap)
1157                 return NULL;
1158         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1159         if (k < 0)
1160                 goto error;
1161         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1162         return bmap;
1163 error:
1164         isl_basic_map_free(bmap);
1165         return NULL;
1166 }
1167
1168 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1169         isl_int *eq)
1170 {
1171         return (isl_basic_set *)
1172                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1173 }
1174
1175 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1176         isl_int *ineq)
1177 {
1178         int k;
1179
1180         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1181         if (!bmap)
1182                 return NULL;
1183         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1184         if (k < 0)
1185                 goto error;
1186         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1187         return bmap;
1188 error:
1189         isl_basic_map_free(bmap);
1190         return NULL;
1191 }
1192
1193 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1194         isl_int *ineq)
1195 {
1196         return (isl_basic_set *)
1197                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1205         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1206                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1207                       bmap->extra - bmap->n_div);
1208         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1209         return bmap->n_div++;
1210 }
1211
1212 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1213 {
1214         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1215 }
1216
1217 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1218 {
1219         if (!bmap)
1220                 return -1;
1221         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1222         bmap->n_div -= n;
1223         return 0;
1224 }
1225
1226 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1227 {
1228         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1229 }
1230
1231 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1232  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1233  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1234  * variables.
1235  */
1236 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1237                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1238                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1239 {
1240         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1241         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1242         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1243         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1244         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1245         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1246         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1247         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1248         if (dst_nparam > src_nparam)
1249                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1250                                 dst_nparam - src_nparam);
1251         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1252         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1253                     src+1+src_nparam,
1254                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1255         if (dst_in-in_off > src_in)
1256                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1257                                 dst_in - in_off - src_in);
1258         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1259         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1260                     src+1+src_nparam+src_in,
1261                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1262         if (dst_out-out_off > src_out)
1263                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1264                                 dst_out - out_off - src_out);
1265         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1266         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1267                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1268                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1269         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1270                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1271                                 div_off+src_map->n_div,
1272                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1273 }
1274
1275 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1276                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1277                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1278 {
1279         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1280         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1281 }
1282
1283 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1284                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1285 {
1286         int i;
1287         unsigned div_off;
1288
1289         if (!bmap1 || !bmap2)
1290                 goto error;
1291
1292         div_off = bmap1->n_div;
1293
1294         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1295                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1296                 if (i1 < 0)
1297                         goto error;
1298                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1299                                 i_pos, o_pos, div_off);
1300         }
1301
1302         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1303                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1304                 if (i1 < 0)
1305                         goto error;
1306                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1307                                 i_pos, o_pos, div_off);
1308         }
1309
1310         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1311                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1312                 if (i1 < 0)
1313                         goto error;
1314                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1315                          i_pos, o_pos, div_off);
1316         }
1317
1318         isl_basic_map_free(bmap2);
1319
1320         return bmap1;
1321
1322 error:
1323         isl_basic_map_free(bmap1);
1324         isl_basic_map_free(bmap2);
1325         return NULL;
1326 }
1327
1328 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1329                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1330 {
1331         return (struct isl_basic_set *)
1332                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1333                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1334 }
1335
1336 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1337                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1338                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1339 {
1340         struct isl_basic_map *ext;
1341         unsigned flags;
1342         int dims_ok;
1343
1344         if (!dim)
1345                 goto error;
1346
1347         if (!base)
1348                 goto error;
1349
1350         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1351                   base->extra >= base->n_div + extra;
1352
1353         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1354                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1355                 isl_space_free(dim);
1356                 return base;
1357         }
1358
1359         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1360         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1361         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1362         extra += base->extra;
1363         n_eq += base->n_eq;
1364         n_ineq += base->n_ineq;
1365
1366         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1367         dim = NULL;
1368         if (!ext)
1369                 goto error;
1370
1371         if (dims_ok)
1372                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1373         flags = base->flags;
1374         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1375         if (ext) {
1376                 ext->flags = flags;
1377                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1378         }
1379
1380         return ext;
1381
1382 error:
1383         isl_space_free(dim);
1384         isl_basic_map_free(base);
1385         return NULL;
1386 }
1387
1388 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1389                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1390                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1391 {
1392         return (struct isl_basic_set *)
1393                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1394                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1395 }
1396
1397 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1398                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1399 {
1400         if (!base)
1401                 return NULL;
1402         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1403                                         0, n_eq, n_ineq);
1404 }
1405
1406 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1407                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1408                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1409 {
1410         struct isl_basic_map *bmap;
1411         isl_space *dim;
1412
1413         if (!base)
1414                 return NULL;
1415         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1416         if (!dim)
1417                 goto error;
1418
1419         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1420         return bmap;
1421 error:
1422         isl_basic_map_free(base);
1423         return NULL;
1424 }
1425
1426 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1427                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1428                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1429 {
1430         return (struct isl_basic_set *)
1431                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1432                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1433 }
1434
1435 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1436                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1437 {
1438         return (struct isl_basic_set *)
1439                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1440                                                     n_eq, n_ineq);
1441 }
1442
1443 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1444 {
1445         return (struct isl_basic_set *)
1446                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1447 }
1448
1449 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1450 {
1451         if (!bmap)
1452                 return NULL;
1453
1454         if (bmap->ref > 1) {
1455                 bmap->ref--;
1456                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1457         }
1458         if (bmap)
1459                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1460         return bmap;
1461 }
1462
1463 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1464 {
1465         if (!set)
1466                 return NULL;
1467
1468         if (set->ref == 1)
1469                 return set;
1470         set->ref--;
1471         return isl_set_dup(set);
1472 }
1473
1474 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1475 {
1476         if (!map)
1477                 return NULL;
1478
1479         if (map->ref == 1)
1480                 return map;
1481         map->ref--;
1482         return isl_map_dup(map);
1483 }
1484
1485 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1486                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1487 {
1488         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1489         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1490         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1491 }
1492
1493 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1494         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1495 {
1496         int i;
1497         struct isl_blk blk;
1498
1499         if (!bmap)
1500                 goto error;
1501
1502         isl_assert(bmap->ctx,
1503                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1504
1505         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1506                 return bmap;
1507
1508         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1509         if (!bmap)
1510                 return NULL;
1511
1512         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1513         if (isl_blk_is_error(blk))
1514                 goto error;
1515
1516         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1517                 swap_vars(blk,
1518                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1519
1520         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1521                 swap_vars(blk,
1522                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1523
1524         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1525                 swap_vars(blk,
1526                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1527
1528         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1529
1530         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1531         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1532         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1533 error:
1534         isl_basic_map_free(bmap);
1535         return NULL;
1536 }
1537
1538 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1539         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1540 {
1541         unsigned dim;
1542         unsigned nparam;
1543
1544         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1545         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1546         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1547
1548         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1549 error:
1550         isl_basic_set_free(bset);
1551         return NULL;
1552 }
1553
1554 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1555 {
1556         int i = 0;
1557         unsigned total;
1558         if (!bmap)
1559                 goto error;
1560         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1561         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1562         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1563         if (bmap->n_eq > 0)
1564                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1565         else {
1566                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1567                 if (i < 0)
1568                         goto error;
1569         }
1570         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1571         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1572         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1573         isl_vec_free(bmap->sample);
1574         bmap->sample = NULL;
1575         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1576 error:
1577         isl_basic_map_free(bmap);
1578         return NULL;
1579 }
1580
1581 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1582 {
1583         return (struct isl_basic_set *)
1584                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1585 }
1586
1587 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1588 {
1589         int i;
1590         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1591         isl_int *t = bmap->div[a];
1592         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1593         bmap->div[b] = t;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1597
1598         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1599                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1600
1601         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1602                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1603         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1604 }
1605
1606 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1607  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1608  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1609  */
1610 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1611         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1612 {
1613         int i;
1614
1615         if (!map)
1616                 return NULL;
1617         if (n == 0)
1618                 return map;
1619
1620         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1621                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1622                         "index out of bounds", goto error);
1623
1624         map = isl_map_cow(map);
1625         if (!map)
1626                 return NULL;
1627
1628         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1629                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1630                 if (!map->p[i])
1631                         goto error;
1632         }
1633         return map;
1634 error:
1635         isl_map_free(map);
1636         return NULL;
1637 }
1638
1639 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1640  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1641  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1642  */
1643 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1644         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1645 {
1646         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1647 }
1648
1649 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1650  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1651  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1652  */
1653 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1654         unsigned first, unsigned n)
1655 {
1656         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1657 }
1658
1659 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1660         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1661 {
1662         if (!bmap)
1663                 return NULL;
1664         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1665                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1666         if (!bmap)
1667                 return NULL;
1668         bmap->n_div = 0;
1669         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1670 }
1671
1672 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1673         __isl_take isl_basic_set *bset)
1674 {
1675         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1676                         (struct isl_basic_map *)bset);
1677 }
1678
1679 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1680 {
1681         int i;
1682
1683         if (!map)
1684                 return NULL;
1685         if (map->n == 0)
1686                 return map;
1687
1688         map = isl_map_cow(map);
1689         if (!map)
1690                 return NULL;
1691         
1692         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1693                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1694                 if (!map->p[i])
1695                         goto error;
1696         }
1697         return map;
1698 error:
1699         isl_map_free(map);
1700         return NULL;
1701 }
1702
1703 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1704 {
1705         return isl_map_remove_divs(set);
1706 }
1707
1708 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1709         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1710 {
1711         if (!bmap)
1712                 return NULL;
1713         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1714                         goto error);
1715         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1716                 return bmap;
1717         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1718                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1719         if (!bmap)
1720                 return bmap;
1721         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1722                 return bmap;
1723         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1724         return bmap;
1725 error:
1726         isl_basic_map_free(bmap);
1727         return NULL;
1728 }
1729
1730 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1731  * any of the given variables.
1732  */
1733 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1734         unsigned first, unsigned n)
1735 {
1736         int i;
1737         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1738
1739         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1740                 return 0;
1741         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1742                 return 1;
1743
1744         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1745                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1746                         continue;
1747                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1748                         return 1;
1749         }
1750
1751         return 0;
1752 }
1753
1754 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1755  * based on inequality "i".
1756  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1757  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1758  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1759  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1760  *
1761  * The calling function has already checked that the inequality does not
1762  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1763  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1764  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1765  *
1766  * Let "div" be of the form
1767  *
1768  *      q = floor((a + f(x))/d)
1769  *
1770  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1771  *
1772  *      b + f(x) >= 0
1773  *
1774  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1775  * However, we allow a slightly more general form
1776  *
1777  *      b + g(x) >= 0
1778  *
1779  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1780  * divisible by d.
1781  * Rewriting this constraint as
1782  *
1783  *      0 >= -b - g(x)
1784  *
1785  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1786  *
1787  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1788  *
1789  * Taking the floor on both sides, we obtain
1790  *
1791  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1792  *
1793  * or
1794  *
1795  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1796  *
1797  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1798  *
1799  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1800  *
1801  */
1802 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1803         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1804         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1805 {
1806         int j;
1807
1808         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1809                 if (lb) {
1810                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1811                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1812                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1813                 }
1814                 if (ub) {
1815                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1816                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1817                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1818                 }
1819         }
1820         if (!lb && !ub)
1821                 return bmap;
1822
1823         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1824         if (lb) {
1825                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1826                 if (k < 0)
1827                         goto error;
1828                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1829                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1830                                         bmap->div[div][1 + j]);
1831                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1832                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1833                 }
1834                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1835         }
1836         if (ub) {
1837                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1838                 if (k < 0)
1839                         goto error;
1840                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1841                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1842                                         bmap->div[div][1 + j]);
1843                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1844                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1845                 }
1846                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1847         }
1848
1849         return bmap;
1850 error:
1851         isl_basic_map_free(bmap);
1852         return NULL;
1853 }
1854
1855 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1856  * using Fourier-Motzkin.
1857  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1858  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1859  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1860  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1861  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1862  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1863  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1864  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1865  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1866  * on "div".
1867  *
1868  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1869  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1870  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1871  * Consider, for example, the set
1872  *
1873  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1874  *
1875  * The second constraint can be rewritten as
1876  *
1877  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1878  *
1879  * from which we can derive
1880  *
1881  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1882  *
1883  * or
1884  *
1885  *      i + 2j <= 3 + 2k
1886  *
1887  * Combined with the first constraint, we obtain
1888  *
1889  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1890  *
1891  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1892  * the first constraint, we obtain
1893  *
1894  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1895  *
1896  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1897  *
1898  *      k >= -2
1899  */
1900 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1901         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1902 {
1903         int i;
1904         int check_lb, check_ub;
1905         isl_int v;
1906         unsigned total;
1907
1908         if (!bmap)
1909                 return NULL;
1910
1911         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1912                 return bmap;
1913
1914         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1915
1916         check_lb = 0;
1917         check_ub = 0;
1918         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1919                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1920                 if (s > 0)
1921                         check_ub = 1;
1922                 if (s < 0)
1923                         check_lb = 1;
1924         }
1925
1926         if (!check_lb && !check_ub)
1927                 return bmap;
1928
1929         isl_int_init(v);
1930
1931         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1932                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
1933                         continue;
1934
1935                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
1936                                                         check_lb, check_ub);
1937         }
1938
1939         isl_int_clear(v);
1940
1941         return bmap;
1942 }
1943
1944 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1945  * in their definitions.
1946  */
1947 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1948         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1949         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1950 {
1951         int i;
1952
1953         if (!bmap)
1954                 return NULL;
1955         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1956                         goto error);
1957         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1958
1959         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1960                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1961                         continue;
1962                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
1963                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1964                 if (!bmap)
1965                         return NULL;
1966                 i = bmap->n_div;
1967         }
1968
1969         return bmap;
1970 error:
1971         isl_basic_map_free(bmap);
1972         return NULL;
1973 }
1974
1975 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
1976         __isl_take isl_basic_set *bset,
1977         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1978 {
1979         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
1980 }
1981
1982 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1983         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1984 {
1985         int i;
1986
1987         if (!map)
1988                 return NULL;
1989         if (map->n == 0)
1990                 return map;
1991
1992         map = isl_map_cow(map);
1993         if (!map)
1994                 return NULL;
1995
1996         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1997                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1998                                                                 type, first, n);
1999                 if (!map->p[i])
2000                         goto error;
2001         }
2002         return map;
2003 error:
2004         isl_map_free(map);
2005         return NULL;
2006 }
2007
2008 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2009         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2010 {
2011         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2012                                                               type, first, n);
2013 }
2014
2015 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2016  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2017  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2018  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2019  * div.
2020  */
2021 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2022         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2023 {
2024         int i;
2025
2026         if (!bmap)
2027                 return -1;
2028
2029         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2030                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2031                         "index out of bounds", return -1);
2032
2033         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2034         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2035                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2036                         return 1;
2037         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2038                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2039                         return 1;
2040         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2041                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2042                         continue;
2043                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2044                         return 1;
2045         }
2046
2047         return 0;
2048 }
2049
2050 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2051         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2052 {
2053         int i;
2054
2055         if (!map)
2056                 return -1;
2057
2058         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2059                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2060                         "index out of bounds", return -1);
2061
2062         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2063                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2064                                                             type, first, n);
2065                 if (involves < 0 || involves)
2066                         return involves;
2067         }
2068
2069         return 0;
2070 }
2071
2072 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2073         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2074 {
2075         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2076 }
2077
2078 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2079         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2080 {
2081         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2082 }
2083
2084 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2085  * on unknown divs.
2086  */
2087 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2088 {
2089         int i;
2090         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2091
2092         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2093                 return 1;
2094
2095         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2096                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2097                         continue;
2098                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2099                         return 1;
2100         }
2101
2102         return 0;
2103 }
2104
2105 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2106  */
2107 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2108         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2109 {
2110         int i;
2111
2112         if (!bmap)
2113                 return NULL;
2114
2115         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2116                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2117                         continue;
2118                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2119                 if (!bmap)
2120                         return NULL;
2121                 i = bmap->n_div;
2122         }
2123
2124         return bmap;
2125 }
2126
2127 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2128 {
2129         int i;
2130
2131         if (!map)
2132                 return NULL;
2133         if (map->n == 0)
2134                 return map;
2135
2136         map = isl_map_cow(map);
2137         if (!map)
2138                 return NULL;
2139
2140         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2141                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2142                 if (!map->p[i])
2143                         goto error;
2144         }
2145         return map;
2146 error:
2147         isl_map_free(map);
2148         return NULL;
2149 }
2150
2151 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2152 {
2153         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2154 }
2155
2156 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2157         __isl_take isl_basic_set *bset,
2158         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2159 {
2160         return (isl_basic_set *)
2161             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2162 }
2163
2164 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2165         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2166 {
2167         int i;
2168
2169         if (n == 0)
2170                 return map;
2171
2172         map = isl_map_cow(map);
2173         if (!map)
2174                 return NULL;
2175         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2176         
2177         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2178                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2179                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2180                 if (!map->p[i])
2181                         goto error;
2182         }
2183         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2184         return map;
2185 error:
2186         isl_map_free(map);
2187         return NULL;
2188 }
2189
2190 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2191         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2192 {
2193         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2194 }
2195
2196 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2197 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2198         unsigned first, unsigned n)
2199 {
2200         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2201 }
2202
2203 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2204                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2205 {
2206         const char *name;
2207         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2208         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2209         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2210         if (!pos)
2211                 isl_int_print(out, c, 0);
2212         else {
2213                 if (!isl_int_is_one(c))
2214                         isl_int_print(out, c, 0);
2215                 if (pos < 1 + nparam) {
2216                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2217                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2218                         if (name)
2219                                 fprintf(out, "%s", name);
2220                         else
2221                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2222                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2223                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2224                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2225                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2226                 else
2227                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2228         }
2229 }
2230
2231 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2232                                 int sign, FILE *out)
2233 {
2234         int i;
2235         int first;
2236         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2237         isl_int v;
2238
2239         isl_int_init(v);
2240         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2241                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2242                         continue;
2243                 if (!first)
2244                         fprintf(out, " + ");
2245                 first = 0;
2246                 isl_int_abs(v, c[i]);
2247                 dump_term(bmap, v, i, out);
2248         }
2249         isl_int_clear(v);
2250         if (first)
2251                 fprintf(out, "0");
2252 }
2253
2254 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2255                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2256 {
2257         int i;
2258
2259         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2260
2261         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2262         fprintf(out, " %s ", op);
2263         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2264
2265         fprintf(out, "\n");
2266
2267         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2268                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2269                         continue;
2270                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2271                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2272                 abort();
2273         }
2274 }
2275
2276 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2277                                 isl_int **c, unsigned n,
2278                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2279 {
2280         int i;
2281
2282         for (i = 0; i < n; ++i)
2283                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2284 }
2285
2286 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2287 {
2288         int j;
2289         int first = 1;
2290         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2291
2292         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2293                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2294                         continue;
2295                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2296                         fprintf(out, "+");
2297                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2298                 first = 0;
2299         }
2300 }
2301
2302 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2303 {
2304         int i;
2305
2306         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2307         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2308
2309         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2310                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2311                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2312                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2313                 fprintf(out, ")/");
2314                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2315                 fprintf(out, "]\n");
2316         }
2317 }
2318
2319 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2320         FILE *out, int indent)
2321 {
2322         if (!bset) {
2323                 fprintf(out, "null basic set\n");
2324                 return;
2325         }
2326
2327         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2328         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2329                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2330                         bset->extra, bset->flags);
2331         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2332 }
2333
2334 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2335         FILE *out, int indent)
2336 {
2337         if (!bmap) {
2338                 fprintf(out, "null basic map\n");
2339                 return;
2340         }
2341
2342         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2343         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2344                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2345                 bmap->ref,
2346                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2347                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2348         dump(bmap, out, indent);
2349 }
2350
2351 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2352 {
2353         unsigned total;
2354         if (!bmap)
2355                 return -1;
2356         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2357         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2358         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2359         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2360         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2361         return 0;
2362 }
2363
2364 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2365         unsigned flags)
2366 {
2367         struct isl_set *set;
2368
2369         if (!dim)
2370                 return NULL;
2371         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2372         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2373         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2374                         sizeof(struct isl_set) +
2375                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2376         if (!set)
2377                 goto error;
2378
2379         set->ctx = dim->ctx;
2380         isl_ctx_ref(set->ctx);
2381         set->ref = 1;
2382         set->size = n;
2383         set->n = 0;
2384         set->dim = dim;
2385         set->flags = flags;
2386         return set;
2387 error:
2388         isl_space_free(dim);
2389         return NULL;
2390 }
2391
2392 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2393                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2394 {
2395         struct isl_set *set;
2396         isl_space *dims;
2397
2398         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2399         if (!dims)
2400                 return NULL;
2401
2402         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2403         return set;
2404 }
2405
2406 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2407  */
2408 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2409 {
2410         int i;
2411         struct isl_map *grown = NULL;
2412
2413         if (!map)
2414                 return NULL;
2415         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2416         if (map->n + n <= map->size)
2417                 return map;
2418         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2419         if (!grown)
2420                 goto error;
2421         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2422                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2423                 if (!grown->p[i])
2424                         goto error;
2425                 grown->n++;
2426         }
2427         isl_map_free(map);
2428         return grown;
2429 error:
2430         isl_map_free(grown);
2431         isl_map_free(map);
2432         return NULL;
2433 }
2434
2435 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2436  */
2437 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2438 {
2439         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2440 }
2441
2442 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2443 {
2444         int i;
2445         struct isl_set *dup;
2446
2447         if (!set)
2448                 return NULL;
2449
2450         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2451         if (!dup)
2452                 return NULL;
2453         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2454                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2455         return dup;
2456 }
2457
2458 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2459 {
2460         return isl_map_from_basic_map(bset);
2461 }
2462
2463 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2464 {
2465         struct isl_map *map;
2466
2467         if (!bmap)
2468                 return NULL;
2469
2470         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2471         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2472 }
2473
2474 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2475                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2476 {
2477         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2478                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2479 }
2480
2481 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2482 {
2483         int i;
2484
2485         if (!set)
2486                 return NULL;
2487
2488         if (--set->ref > 0)
2489                 return NULL;
2490
2491         isl_ctx_deref(set->ctx);
2492         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2493                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2494         isl_space_free(set->dim);
2495         free(set);
2496
2497         return NULL;
2498 }
2499
2500 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2501 {
2502         int i;
2503
2504         if (!set) {
2505                 fprintf(out, "null set\n");
2506                 return;
2507         }
2508
2509         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2510         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2511                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2512                         set->flags);
2513         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2514                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2515                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2516                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2517         }
2518 }
2519
2520 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2521 {
2522         int i;
2523
2524         if (!map) {
2525                 fprintf(out, "null map\n");
2526                 return;
2527         }
2528
2529         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2530         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2531                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2532                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2533                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2534         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2535                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2536                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2537                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2538         }
2539 }
2540
2541 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2542                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2543 {
2544         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2545
2546         if (!bmap || !bset)
2547                 goto error;
2548
2549         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2550                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2551
2552         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2553                 isl_assert(bset->ctx,
2554                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2555
2556         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2557         if (!bmap)
2558                 goto error;
2559         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2560                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2561         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2562         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2563
2564         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2565         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2566 error:
2567         isl_basic_map_free(bmap);
2568         isl_basic_set_free(bset);
2569         return NULL;
2570 }
2571
2572 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2573                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2574 {
2575         struct isl_basic_map *bmap_range;
2576
2577         if (!bmap || !bset)
2578                 goto error;
2579
2580         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2581                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2582
2583         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2584                 isl_assert(bset->ctx,
2585                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2586
2587         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2588                 isl_basic_set_free(bset);
2589                 return bmap;
2590         }
2591
2592         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2593         if (!bmap)
2594                 goto error;
2595         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2596                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2597         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2598         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2599
2600         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2601         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2602 error:
2603         isl_basic_map_free(bmap);
2604         isl_basic_set_free(bset);
2605         return NULL;
2606 }
2607
2608 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2609 {
2610         int i;
2611         unsigned total;
2612         isl_int s;
2613
2614         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2615         if (total != vec->size)
2616                 return -1;
2617
2618         isl_int_init(s);
2619
2620         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2621                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2622                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2623                         isl_int_clear(s);
2624                         return 0;
2625                 }
2626         }
2627
2628         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2629                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2630                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2631                         isl_int_clear(s);
2632                         return 0;
2633                 }
2634         }
2635
2636         isl_int_clear(s);
2637
2638         return 1;
2639 }
2640
2641 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2642 {
2643         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2644 }
2645
2646 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2647                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2648 {
2649         struct isl_vec *sample = NULL;
2650
2651         if (!bmap1 || !bmap2)
2652                 goto error;
2653
2654         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2655                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2656         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2657                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2658             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2659                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2660                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2661
2662         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2663                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2664                 isl_assert(bmap1->ctx,
2665                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2666
2667         if (bmap1->sample &&
2668             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2669             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2670                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2671         else if (bmap2->sample &&
2672             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2673             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2674                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2675
2676         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2677         if (!bmap1)
2678                 goto error;
2679         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2680                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2681         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2682
2683         if (!bmap1)
2684                 isl_vec_free(sample);
2685         else if (sample) {
2686                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2687                 bmap1->sample = sample;
2688         }
2689
2690         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2691         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2692 error:
2693         if (sample)
2694                 isl_vec_free(sample);
2695         isl_basic_map_free(bmap1);
2696         isl_basic_map_free(bmap2);
2697         return NULL;
2698 }
2699
2700 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2701                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2702 {
2703         return (struct isl_basic_set *)
2704                 isl_basic_map_intersect(
2705                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2706                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2707 }
2708
2709 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2710         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2711 {
2712         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2713 }
2714
2715 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2716  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2717  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2718  * added to the other map.
2719  */
2720 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2721         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2722 {
2723         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2724         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2725         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2726         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2727
2728         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2729                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2730
2731         isl_assert(map2->ctx,
2732                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2733
2734         map1 = isl_map_cow(map1);
2735         if (!map1)
2736                 goto error;
2737         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2738                 isl_map_free(map2);
2739                 return map1;
2740         }
2741         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2742         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2743                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2744         else
2745                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2746                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2747
2748         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2749         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2750         if (!map1->p[0])
2751                 goto error;
2752
2753         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2754                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2755                 map1->n = 0;
2756         }
2757
2758         isl_map_free(map2);
2759
2760         return map1;
2761 error:
2762         isl_map_free(map1);
2763         isl_map_free(map2);
2764         return NULL;
2765 }
2766
2767 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2768  * space as map1.
2769  */
2770 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2771         __isl_take isl_map *map2)
2772 {
2773         unsigned flags = 0;
2774         struct isl_map *result;
2775         int i, j;
2776
2777         if (!map1 || !map2)
2778                 goto error;
2779
2780         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2781             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2782                 isl_map_free(map2);
2783                 return map1;
2784         }
2785         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2786             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2787                 isl_map_free(map1);
2788                 return map2;
2789         }
2790
2791         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2792             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2793             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2794             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2795              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2796                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2797
2798         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2799                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2800                 isl_assert(map1->ctx,
2801                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2802
2803         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2804             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2805                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2806
2807         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2808                                 map1->n * map2->n, flags);
2809         if (!result)
2810                 goto error;
2811         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2812                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2813                         struct isl_basic_map *part;
2814                         part = isl_basic_map_intersect(
2815                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2816                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2817                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2818                                 isl_basic_map_free(part);
2819                         else
2820                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2821                         if (!result)
2822                                 goto error;
2823                 }
2824         isl_map_free(map1);
2825         isl_map_free(map2);
2826         return result;
2827 error:
2828         isl_map_free(map1);
2829         isl_map_free(map2);
2830         return NULL;
2831 }
2832
2833 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2834         __isl_take isl_map *map2)
2835 {
2836         if (!map1 || !map2)
2837                 goto error;
2838         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2839                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2840                         "spaces don't match", goto error);
2841         return map_intersect_internal(map1, map2);
2842 error:
2843         isl_map_free(map1);
2844         isl_map_free(map2);
2845         return NULL;
2846 }
2847
2848 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2849         __isl_take isl_map *map2)
2850 {
2851         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2852 }
2853
2854 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2855 {
2856         return (struct isl_set *)
2857                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2858                                   (struct isl_map *)set2);
2859 }
2860
2861 /* map_intersect_internal accepts intersections
2862  * with parameter domains, so we can just call that function.
2863  */
2864 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2865                 __isl_take isl_set *params)
2866 {
2867         return map_intersect_internal(map, params);
2868 }
2869
2870 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2871         __isl_take isl_map *map2)
2872 {
2873         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2874 }
2875
2876 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2877                 __isl_take isl_set *params)
2878 {
2879         return isl_map_intersect_params(set, params);
2880 }
2881
2882 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2883 {
2884         isl_space *dim;
2885         struct isl_basic_set *bset;
2886         unsigned in;
2887
2888         if (!bmap)
2889                 return NULL;
2890         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2891         if (!bmap)
2892                 return NULL;
2893         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2894         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2895         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2896         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2897         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2898 }
2899
2900 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2901         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2902 {
2903         isl_space *space;
2904
2905         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2906                 return bmap;
2907
2908         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2909         space = isl_space_reset(space, type);
2910         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2911         return bmap;
2912 }
2913
2914 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
2915         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
2916         unsigned pos, unsigned n)
2917 {
2918         isl_space *res_dim;
2919         struct isl_basic_map *res;
2920         struct isl_dim_map *dim_map;
2921         unsigned total, off;
2922         enum isl_dim_type t;
2923
2924         if (n == 0)
2925                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2926
2927         if (!bmap)
2928                 return NULL;
2929
2930         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2931
2932         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2933         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2934         off = 0;
2935         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2936                 if (t != type) {
2937                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2938                 } else {
2939                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2940                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2941                                                 0, pos, off);
2942                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2943                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2944                 }
2945                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2946         }
2947         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2948
2949         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2950                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2951         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2952                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2953         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
2954                 isl_basic_map_free(bmap);
2955                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
2956         }
2957         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2958         return isl_basic_map_finalize(res);
2959 }
2960
2961 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
2962         __isl_take isl_basic_set *bset,
2963         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2964 {
2965         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
2966 }
2967
2968 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2969                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2970 {
2971         if (!bmap)
2972                 return NULL;
2973         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
2974                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2975 }
2976
2977 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2978                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2979 {
2980         if (!bset)
2981                 return NULL;
2982         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2983         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2984 error:
2985         isl_basic_set_free(bset);
2986         return NULL;
2987 }
2988
2989 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2990         enum isl_dim_type type)
2991 {
2992         isl_space *space;
2993
2994         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
2995                 return map;
2996
2997         space = isl_map_get_space(map);
2998         space = isl_space_reset(space, type);
2999         map = isl_map_reset_space(map, space);
3000         return map;
3001 }
3002
3003 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3004                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3005 {
3006         int i;
3007
3008         if (n == 0)
3009                 return map_space_reset(map, type);
3010
3011         map = isl_map_cow(map);
3012         if (!map)
3013                 return NULL;
3014
3015         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3016         if (!map->dim)
3017                 goto error;
3018
3019         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3020                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3021                 if (!map->p[i])
3022                         goto error;
3023         }
3024
3025         return map;
3026 error:
3027         isl_map_free(map);
3028         return NULL;
3029 }
3030
3031 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3032                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3033 {
3034         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3035 }
3036
3037 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3038                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3039 {
3040         if (!map)
3041                 return NULL;
3042         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3043 }
3044
3045 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3046                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3047 {
3048         if (!set)
3049                 return NULL;
3050         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3051         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3052 error:
3053         isl_set_free(set);
3054         return NULL;
3055 }
3056
3057 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3058         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3059         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3060         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3061 {
3062         struct isl_dim_map *dim_map;
3063         struct isl_basic_map *res;
3064         enum isl_dim_type t;
3065         unsigned total, off;
3066
3067         if (!bmap)
3068                 return NULL;
3069         if (n == 0)
3070                 return bmap;
3071
3072         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3073                 goto error);
3074
3075         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3076                 return bmap;
3077
3078         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3079
3080         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3081             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3082                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3083                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3084                 if (!bmap)
3085                         return NULL;
3086
3087                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3088                                                 src_type, src_pos, n);
3089                 if (!bmap->dim)
3090                         goto error;
3091
3092                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3093
3094                 return bmap;
3095         }
3096
3097         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3098         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3099
3100         off = 0;
3101         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3102                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3103                 if (t == dst_type) {
3104                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3105                                             0, dst_pos, off);
3106                         off += dst_pos;
3107                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3108                                             src_pos, n, off);
3109                         off += n;
3110                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3111                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3112                         off += size - dst_pos;
3113                 } else if (t == src_type) {
3114                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3115                                             0, src_pos, off);
3116                         off += src_pos;
3117                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3118                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3119                         off += size - src_pos - n;
3120                 } else {
3121                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3122                         off += size;
3123                 }
3124         }
3125         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3126
3127         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3128                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3129         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3130
3131         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3132                                         src_type, src_pos, n);
3133         if (!bmap->dim)
3134                 goto error;
3135
3136         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3137         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3138         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3139
3140         return bmap;
3141 error:
3142         isl_basic_map_free(bmap);
3143         return NULL;
3144 }
3145
3146 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3147         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3148         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3149 {
3150         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3151                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3152 }
3153
3154 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3155         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3156         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3157 {
3158         if (!set)
3159                 return NULL;
3160         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3161         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3162                                         src_type, src_pos, n);
3163 error:
3164         isl_set_free(set);
3165         return NULL;
3166 }
3167
3168 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3169         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3170         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3171 {
3172         int i;
3173
3174         if (!map)
3175                 return NULL;
3176         if (n == 0)
3177                 return map;
3178
3179         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3180                 goto error);
3181
3182         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3183                 return map;
3184
3185         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3186
3187         map = isl_map_cow(map);
3188         if (!map)
3189                 return NULL;
3190
3191         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3192         if (!map->dim)
3193                 goto error;
3194
3195         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3196                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3197                                                 dst_type, dst_pos,
3198                                                 src_type, src_pos, n);
3199                 if (!map->p[i])
3200                         goto error;
3201         }
3202
3203         return map;
3204 error:
3205         isl_map_free(map);
3206         return NULL;
3207 }
3208
3209 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3210  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3211  * That's the responsibility of the caller.
3212  */
3213 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3214         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3215 {
3216         struct isl_dim_map *dim_map;
3217         struct isl_basic_map *res;
3218         enum isl_dim_type t;
3219         unsigned total, off;
3220
3221         if (!bmap)
3222                 return NULL;
3223         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3224                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3225                 return bmap;
3226
3227         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3228         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3229
3230         off = 0;
3231         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3232                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3233                 if (t == type) {
3234                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3235                                             0, first, off);
3236                         off += first;
3237                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3238                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3239                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3240                                             first + n, size - (first + n), off);
3241                         off += size - (first + n);
3242                 } else {
3243                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3244                         off += size;
3245                 }
3246         }
3247         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3248
3249         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3250                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3251         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3252         return res;
3253 }
3254
3255 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3256  * into existentially quantified variables.
3257  */
3258 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3259                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3260                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3261 {
3262         int i;
3263         size_t row_size;
3264         isl_int **new_div;
3265         isl_int *old;
3266
3267         if (n == 0)
3268                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3269
3270         if (!bmap)
3271                 return NULL;
3272
3273         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3274                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3275
3276         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3277                         goto error);
3278
3279         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3280         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3281         if (!bmap)
3282                 return NULL;
3283
3284         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3285         old = bmap->block2.data;
3286         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3287                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3288         if (!bmap->block2.data)
3289                 goto error;
3290         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3291         if (!new_div)
3292                 goto error;
3293         for (i = 0; i < n; ++i) {
3294                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3295                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3296                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3297         }
3298         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3299                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3300         free(bmap->div);
3301         bmap->div = new_div;
3302         bmap->n_div += n;
3303         bmap->extra += n;
3304
3305         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3306         if (!bmap->dim)
3307                 goto error;
3308         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3309         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3310         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3311 error:
3312         isl_basic_map_free(bmap);
3313         return NULL;
3314 }
3315
3316 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3317  * into existentially quantified variables.
3318  */
3319 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3320                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3321 {
3322         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3323                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3324 }
3325
3326 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3327  * into existentially quantified variables.
3328  */
3329 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3330                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3331 {
3332         int i;
3333
3334         if (!map)
3335                 return NULL;
3336
3337         if (n == 0)
3338                 return map_space_reset(map, type);
3339
3340         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3341
3342         map = isl_map_cow(map);
3343         if (!map)
3344                 return NULL;
3345
3346         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3347         if (!map->dim)
3348                 goto error;
3349
3350         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3351                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3352                 if (!map->p[i])
3353                         goto error;
3354         }
3355
3356         return map;
3357 error:
3358         isl_map_free(map);
3359         return NULL;
3360 }
3361
3362 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3363  * into existentially quantified variables.
3364  */
3365 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3366                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3367 {
3368         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3369 }
3370
3371 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3372 {
3373         int i, j;
3374
3375         for (i = 0; i < n; ++i) {
3376                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3377                 if (j < 0)
3378                         goto error;
3379                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3380         }
3381         return bmap;
3382 error:
3383         isl_basic_map_free(bmap);
3384         return NULL;
3385 }
3386
3387 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3388                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3389 {
3390         isl_space *dim_result = NULL;
3391         struct isl_basic_map *bmap;
3392         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3393         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3394
3395         if (!bmap1 || !bmap2)
3396                 goto error;
3397
3398         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3399                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3400
3401         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3402         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3403         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3404         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3405
3406         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3407         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3408         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3409         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3410         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3411         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3412         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3413         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3414         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3415         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3416         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3417
3418         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3419                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3420                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3421                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3422         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3423         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3424         bmap = add_divs(bmap, n);
3425         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3426         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3427         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3428 error:
3429         isl_basic_map_free(bmap1);
3430         isl_basic_map_free(bmap2);
3431         return NULL;
3432 }
3433
3434 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3435                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3436 {
3437         if (!bset || !bmap)
3438                 goto error;
3439
3440         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3441                     goto error);
3442
3443         return (struct isl_basic_set *)
3444                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3445 error:
3446         isl_basic_set_free(bset);
3447         isl_basic_map_free(bmap);
3448         return NULL;
3449 }
3450
3451 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3452                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3453 {
3454         if (!bmap1 || !bmap2)
3455                 goto error;
3456
3457         isl_assert(bmap1->ctx,
3458             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3459         isl_assert(bmap1->ctx,
3460             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3461             goto error);
3462
3463         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3464         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3465         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3466 error:
3467         isl_basic_map_free(bmap1);
3468         isl_basic_map_free(bmap2);
3469         return NULL;
3470 }
3471
3472 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3473  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3474  */
3475 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3476                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3477 {
3478         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3479         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3480         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3481         int i;
3482
3483         if (!bmap1 || !bmap2)
3484                 goto error;
3485
3486         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3487                 goto error);
3488
3489         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3490         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3491         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3492
3493         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3494         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3495         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3496         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3497         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3498         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3499         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3500         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3501         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3502         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3503         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3504
3505         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3506                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3507                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3508                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3509         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3510                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3511                 if (j < 0)
3512                         goto error;
3513                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3514                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3515                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3516                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3517         }
3518         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3519         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3520         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3521
3522         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3523         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3524 error:
3525         isl_basic_map_free(bmap);
3526         isl_basic_map_free(bmap1);
3527         isl_basic_map_free(bmap2);
3528         return NULL;
3529 }
3530
3531 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3532  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3533  */
3534 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3535 {
3536         struct isl_map *result;
3537         int i, j;
3538
3539         if (!map1 || !map2)
3540                 goto error;
3541
3542         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3543
3544         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3545                                 map1->n * map2->n, 0);
3546         if (!result)
3547                 goto error;
3548         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3549                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3550                         struct isl_basic_map *part;
3551                         part = isl_basic_map_sum(
3552                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3553                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3554                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3555                                 isl_basic_map_free(part);
3556                         else
3557                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3558                         if (!result)
3559                                 goto error;
3560                 }
3561         isl_map_free(map1);
3562         isl_map_free(map2);
3563         return result;
3564 error:
3565         isl_map_free(map1);
3566         isl_map_free(map2);
3567         return NULL;
3568 }
3569
3570 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3571         __isl_take isl_set *set2)
3572 {
3573         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3574 }
3575
3576 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3577  */
3578 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3579 {
3580         int i, j;
3581         unsigned off, n;
3582
3583         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3584         if (!bmap)
3585                 return NULL;
3586
3587         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3588         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3589         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3590                 for (j = 0; j < n; ++j)
3591                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3592         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3593                 for (j = 0; j < n; ++j)
3594                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3595         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3596                 for (j = 0; j < n; ++j)
3597                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3598         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3599         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3600 }
3601
3602 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3603 {
3604         return isl_basic_map_neg(bset);
3605 }
3606
3607 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3608  */
3609 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3610 {
3611         int i;
3612
3613         map = isl_map_cow(map);
3614         if (!map)
3615                 return NULL;
3616
3617         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3618                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3619                 if (!map->p[i])
3620                         goto error;
3621         }
3622
3623         return map;
3624 error:
3625         isl_map_free(map);
3626         return NULL;
3627 }
3628
3629 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3630 {
3631         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3632 }
3633
3634 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3635  * A -> floor(f(A)/d).
3636  */
3637 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3638                 isl_int d)
3639 {
3640         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3641         struct isl_basic_map *result = NULL;
3642         struct isl_dim_map *dim_map;
3643         int i;
3644
3645         if (!bmap)
3646                 return NULL;
3647
3648         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3649         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3650         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3651
3652         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3653         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3654         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3655         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3656         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3657         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3658
3659         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3660                         bmap->n_div + n_out,
3661                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3662         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3663         result = add_divs(result, n_out);
3664         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3665                 int j;
3666                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3667                 if (j < 0)
3668                         goto error;
3669                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3670                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3671                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3672                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3673                 if (j < 0)
3674                         goto error;
3675                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3676                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3677                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3678                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3679         }
3680
3681         result = isl_basic_map_simplify(result);
3682         return isl_basic_map_finalize(result);
3683 error:
3684         isl_basic_map_free(result);
3685         return NULL;
3686 }
3687
3688 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3689  * A -> floor(f(A)/d).
3690  */
3691 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3692 {
3693         int i;
3694
3695         map = isl_map_cow(map);
3696         if (!map)
3697                 return NULL;
3698
3699         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3700         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3701         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3702                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3703                 if (!map->p[i])
3704                         goto error;
3705         }
3706
3707         return map;
3708 error:
3709         isl_map_free(map);
3710         return NULL;
3711 }
3712
3713 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3714 {
3715         int i;
3716         unsigned nparam;
3717         unsigned n_in;
3718
3719         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3720         if (i < 0)
3721                 goto error;
3722         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3723         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3724         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3725         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3726         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3727         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3728 error:
3729         isl_basic_map_free(bmap);
3730         return NULL;
3731 }
3732
3733 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3734  */
3735 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3736 {
3737         int i;
3738         unsigned nparam;
3739         unsigned n_in;
3740
3741         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3742         if (i < 0)
3743                 goto error;
3744         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3745         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3746         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3747         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3748         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3749         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3750         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3751 error:
3752         isl_basic_map_free(bmap);
3753         return NULL;
3754 }
3755
3756 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3757  */
3758 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3759         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3760 {
3761         int i;
3762         unsigned nparam;
3763         unsigned n_in;
3764
3765         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3766         if (i < 0)
3767                 goto error;
3768         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3769         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3770         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3771         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3772         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3773         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3774 error:
3775         isl_basic_map_free(bmap);
3776         return NULL;
3777 }
3778
3779 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3780  */
3781 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3782 {
3783         int i;
3784         unsigned nparam;
3785         unsigned n_in;
3786
3787         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3788         if (i < 0)
3789                 goto error;
3790         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3791         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3792         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3793         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3794         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3795         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3796         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3797 error:
3798         isl_basic_map_free(bmap);
3799         return NULL;
3800 }
3801
3802 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3803  */
3804 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3805         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3806 {
3807         int i;
3808         unsigned nparam;
3809         unsigned n_in;
3810
3811         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3812         if (i < 0)
3813                 goto error;
3814         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3815         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3816         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3817         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3818         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3819         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3820 error:
3821         isl_basic_map_free(bmap);
3822         return NULL;
3823 }
3824
3825 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3826         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3827 {
3828         int i;
3829         struct isl_basic_map *bmap;
3830         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3831         if (!bmap)
3832                 return NULL;
3833         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3834                 bmap = var_equal(bmap, i);
3835         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3836 }
3837
3838 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3839  */
3840 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3841         unsigned pos)
3842 {
3843         int i;
3844         struct isl_basic_map *bmap;
3845         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3846         if (!bmap)
3847                 return NULL;
3848         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3849                 bmap = var_equal(bmap, i);
3850         if (bmap)
3851                 bmap = var_less(bmap, pos);
3852         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3853 }
3854
3855 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3856  */
3857 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3858         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3859 {
3860         int i;
3861         isl_basic_map *bmap;
3862
3863         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3864         for (i = 0; i < pos; ++i)
3865                 bmap = var_equal(bmap, i);
3866         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3867         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3868 }
3869
3870 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3871  */
3872 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3873         unsigned pos)
3874 {
3875         int i;
3876         struct isl_basic_map *bmap;
3877         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3878         if (!bmap)
3879                 return NULL;
3880         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3881                 bmap = var_equal(bmap, i);
3882         if (bmap)
3883                 bmap = var_more(bmap, pos);
3884         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3885 }
3886
3887 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3888  */
3889 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3890         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3891 {
3892         int i;
3893         isl_basic_map *bmap;
3894
3895         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3896         for (i = 0; i < pos; ++i)
3897                 bmap = var_equal(bmap, i);
3898         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3899         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3900 }
3901
3902 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3903         unsigned n, int equal)
3904 {
3905         struct isl_map *map;
3906         int i;
3907
3908         if (n == 0 && equal)
3909                 return isl_map_universe(dims);
3910
3911         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3912
3913         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3914                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3915                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3916         if (n > 0) {
3917                 if (equal)
3918                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3919                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3920                 else
3921                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3922                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3923         } else
3924                 isl_space_free(dims);
3925
3926         return map;
3927 }
3928
3929 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3930 {
3931         if (!dims)
3932                 return NULL;
3933         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3934 }
3935
3936 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3937 {
3938         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3939 }
3940
3941 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3942 {
3943         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3944 }
3945
3946 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3947 {
3948         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3949 }
3950
3951 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3952 {
3953         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3954 }
3955
3956 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3957         unsigned n, int equal)
3958 {
3959         struct isl_map *map;
3960         int i;
3961
3962         if (n == 0 && equal)
3963                 return isl_map_universe(dims);
3964
3965         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3966
3967         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3968                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3969                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3970         if (n > 0) {
3971                 if (equal)
3972                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3973                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3974                 else
3975                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3976                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3977         } else
3978                 isl_space_free(dims);
3979
3980         return map;
3981 }
3982
3983 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3984 {
3985         if (!dims)
3986                 return NULL;
3987         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3988 }
3989
3990 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3991 {
3992         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3993 }
3994
3995 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3996 {
3997         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3998 }
3999
4000 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4001 {
4002         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4003 }
4004
4005 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4006 {
4007         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4008 }
4009
4010 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4011         __isl_take isl_set *set2)
4012 {
4013         isl_map *map;
4014         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4015         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4016         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4017         return map;
4018 }
4019
4020 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4021         __isl_take isl_set *set2)
4022 {
4023         isl_map *map;
4024         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4025         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4026         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4027         return map;
4028 }
4029
4030 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4031         __isl_take isl_set *set2)
4032 {
4033         isl_map *map;
4034         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4035         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4036         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4037         return map;
4038 }
4039
4040 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4041         __isl_take isl_set *set2)
4042 {
4043         isl_map *map;
4044         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4045         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4046         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4047         return map;
4048 }
4049
4050 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4051         __isl_take isl_map *map2)
4052 {
4053         isl_map *map;
4054         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4055         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4056         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4057         return map;
4058 }
4059
4060 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4061         __isl_take isl_map *map2)
4062 {
4063         isl_map *map;
4064         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4065         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4066         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4067         return map;
4068 }
4069
4070 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4071         __isl_take isl_map *map2)
4072 {
4073         isl_map *map;
4074         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4075         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4076         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4077         return map;
4078 }
4079
4080 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4081         __isl_take isl_map *map2)
4082 {
4083         isl_map *map;
4084         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4085         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4086         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4087         return map;
4088 }
4089
4090 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4091         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4092 {
4093         struct isl_basic_map *bmap;
4094
4095         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4096         if (!bset || !dim)
4097                 goto error;
4098
4099         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4100         isl_space_free(bset->dim);
4101         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4102         bmap->dim = dim;
4103         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4104 error:
4105         isl_basic_set_free(bset);
4106         isl_space_free(dim);
4107         return NULL;
4108 }
4109
4110 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4111 {
4112         if (!bmap)
4113                 goto error;
4114         if (bmap->dim->n_in == 0)
4115                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4116         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4117         if (!bmap)
4118                 goto error;
4119         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4120         if (!bmap->dim)
4121                 goto error;
4122         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4123         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4124 error:
4125         isl_basic_map_free(bmap);
4126         return NULL;
4127 }
4128
4129 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4130  *
4131  *              f - m d >= 0
4132  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4133  *
4134  * Note that the second constraint is the negation of
4135  *
4136  *              f - m d >= n
4137  */
4138 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4139         unsigned pos, isl_int *div)
4140 {
4141         int i, j;
4142         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4143
4144         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4145         if (i < 0)
4146                 return -1;
4147         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4148         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4149
4150         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4151         if (j < 0)
4152                 return -1;
4153         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4154         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4155         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4156         return j;
4157 }
4158
4159 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4160         unsigned pos, isl_int *div)
4161 {
4162         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4163                                                         pos, div);
4164 }
4165
4166 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4167 {
4168         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4169         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4170
4171         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4172                                                         bmap->div[div]);
4173 }
4174
4175 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4176                 struct isl_basic_map *bmap)
4177 {
4178         if (!bmap)
4179                 goto error;
4180         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4181             bmap->n_div == 0 &&
4182             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4183             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4184                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4185         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4186         if (!bmap)
4187                 goto error;
4188         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4189         if (!bmap->dim)
4190                 goto error;
4191         bmap->extra -= bmap->n_div;
4192         bmap->n_div = 0;
4193         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4194         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4195 error:
4196         return NULL;
4197 }
4198
4199 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4200                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4201 {
4202         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4203 }
4204
4205 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4206         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4207 {
4208         struct isl_basic_map *bmap;
4209         struct isl_ctx *ctx;
4210         unsigned total;
4211         int i;
4212
4213         if (!bset || !like)
4214                 goto error;
4215         ctx = bset->ctx;
4216         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4217         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4218         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4219                         goto error);
4220         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4221                 isl_basic_map_free(like);
4222                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4223         }
4224         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4225         if (!bset)
4226                 goto error;
4227         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4228         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4229         isl_space_free(bmap->dim);
4230         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4231         if (!bmap->dim)
4232                 goto error;
4233         bmap->n_div = like->n_div;
4234         bmap->extra += like->n_div;
4235         if (bmap->extra) {
4236                 unsigned ltotal;
4237                 isl_int **div;
4238                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4239                 if (ltotal > total)
4240                         ltotal = total;
4241                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4242                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4243                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4244                         goto error;
4245                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4246                 if (!div)
4247                         goto error;
4248                 bmap->div = div;
4249                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4250                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4251                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4252                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4253                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4254                 }
4255                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4256                                                         0, 2 * like->n_div);
4257                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4258                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4259                                 continue;
4260                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4261                                 goto error;
4262                 }
4263         }
4264         isl_basic_map_free(like);
4265         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4266         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4267         return bmap;
4268 error:
4269         isl_basic_map_free(like);
4270         isl_basic_set_free(bset);
4271         return NULL;
4272 }
4273
4274 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4275         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4276 {
4277         return (struct isl_basic_set *)
4278                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4279 }
4280
4281 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4282         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4283 {
4284         int i;
4285
4286         if (!set || !like)
4287                 goto error;
4288         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4289                     goto error);
4290         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4291                 isl_basic_set_free(like);
4292                 return set;
4293         }
4294         set = isl_set_cow(set);
4295         if (!set)
4296                 goto error;
4297         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4298                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4299                                                       isl_basic_set_copy(like));
4300                 if (!set->p[i])
4301                         goto error;
4302         }
4303         isl_space_free(set->dim);
4304         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4305         if (!set->dim)
4306                 goto error;
4307         isl_basic_set_free(like);
4308         return set;
4309 error:
4310         isl_basic_set_free(like);
4311         isl_set_free(set);
4312         return NULL;
4313 }
4314
4315 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4316 {
4317         int i;
4318
4319         map = isl_map_cow(map);
4320         if (!map)
4321                 return NULL;
4322         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4323         if (!map->dim)
4324                 goto error;
4325
4326         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4327                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4328                                 goto error);
4329         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4330                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4331                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4332                 if (!map->p[i])
4333                         goto error;
4334         }
4335         if (map->n == 0)
4336                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4337         else {
4338                 isl_space_free(map->dim);
4339                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4340         }
4341         if (!map->dim)
4342                 goto error;
4343         return (struct isl_set *)map;
4344 error:
4345         isl_map_free(map);
4346         return NULL;
4347 }
4348
4349 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4350 {
4351         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4352 }
4353
4354 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4355         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4356 {
4357         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4358         if (!bmap || !dim)
4359                 goto error;
4360
4361         isl_space_free(bmap->dim);
4362         bmap->dim = dim;
4363
4364         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4365
4366         return bmap;
4367 error:
4368         isl_basic_map_free(bmap);
4369         isl_space_free(dim);
4370         return NULL;
4371 }
4372
4373 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4374         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4375 {
4376         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4377                                                         dim);
4378 }
4379
4380 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4381         __isl_take isl_space *dim)
4382 {
4383         int i;
4384
4385         map = isl_map_cow(map);
4386         if (!map || !dim)
4387                 goto error;
4388
4389         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4390                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4391                                                     isl_space_copy(dim));
4392                 if (!map->p[i])
4393                         goto error;
4394         }
4395         isl_space_free(map->dim);
4396         map->dim = dim;
4397
4398         return map;
4399 error:
4400         isl_map_free(map);
4401         isl_space_free(dim);
4402         return NULL;
4403 }
4404
4405 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4406         __isl_take isl_space *dim)
4407 {
4408         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4409 }
4410
4411 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4412  */
4413 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4414 {
4415         isl_space *space;
4416         unsigned n;
4417
4418         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4419                 return bset;
4420
4421         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4422         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4423         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4424         space = isl_space_params(space);
4425         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4426         return bset;
4427 }
4428
4429 /* Compute the parameter domain of the given set.
4430  */
4431 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4432 {
4433         isl_space *space;
4434         unsigned n;
4435
4436         if (isl_set_is_params(set))
4437                 return set;
4438
4439         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4440         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4441         space = isl_set_get_space(set);
4442         space = isl_space_params(space);
4443         set = isl_set_reset_space(set, space);
4444         return set;
4445 }
4446
4447 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4448  */
4449 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4450 {
4451         isl_space *space;
4452         space = isl_set_get_space(set);
4453         space = isl_space_set_from_params(space);
4454         set = isl_set_reset_space(set, space);
4455         return set;
4456 }
4457
4458 /* Compute the parameter domain of the given map.
4459  */
4460 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4461 {
4462         isl_space *space;
4463         unsigned n;
4464
4465         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4466         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4467         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4468         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4469         space = isl_map_get_space(map);
4470         space = isl_space_params(space);
4471         map = isl_map_reset_space(map, space);
4472         return map;
4473 }
4474
4475 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4476 {
4477         isl_space *dim;
4478         struct isl_basic_set *domain;
4479         unsigned n_in;
4480         unsigned n_out;
4481
4482         if (!bmap)
4483                 return NULL;
4484         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4485
4486         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4487         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4488         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4489         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4490
4491         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4492
4493         return domain;
4494 }
4495
4496 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4497 {
4498         if (!bmap)
4499                 return -1;
4500         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4501 }
4502
4503 /* Is this basic map actually a set?
4504  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4505  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4506  */
4507 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4508 {
4509         if (!bmap)
4510                 return -1;
4511         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4512 }
4513
4514 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4515 {
4516         if (!bmap)
4517                 return NULL;
4518         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4519                 return bmap;
4520         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4521 }
4522
4523 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4524         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4525 {
4526         int i, k;
4527         isl_space *dim;
4528         isl_basic_map *domain;
4529         int nparam, n_in, n_out;
4530         unsigned total;
4531
4532         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4533         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4534         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4535
4536         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4537         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4538
4539         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4540         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4541         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4542
4543         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4544
4545         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4546                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4547                 if (k < 0)
4548                         goto error;
4549                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4550                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4551                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4552         }
4553
4554         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4555         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4556 error:
4557         isl_basic_map_free(bmap);
4558         return NULL;
4559 }
4560
4561 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4562         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4563 {
4564         int i, k;
4565         isl_space *dim;
4566         isl_basic_map *range;
4567         int nparam, n_in, n_out;
4568         unsigned total;
4569
4570         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4571         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4572         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4573
4574         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4575         range = isl_basic_map_universe(dim);
4576
4577         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4578         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4579         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4580
4581         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4582
4583         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4584                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4585                 if (k < 0)
4586                         goto error;
4587                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4588                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4589                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4590         }
4591
4592         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4593         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4594 error:
4595         isl_basic_map_free(bmap);
4596         return NULL;
4597 }
4598
4599 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4600 {
4601         if (!map)
4602                 return -1;
4603         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4604 }
4605
4606 /* Is this map actually a set?
4607  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4608  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4609  */
4610 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4611 {
4612         if (!map)
4613                 return -1;
4614         return isl_space_is_set(map->dim);
4615 }
4616
4617 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4618 {
4619         int i;
4620         struct isl_set *set;
4621
4622         if (!map)
4623                 goto error;
4624         if (isl_map_is_set(map))
4625                 return (isl_set *)map;
4626
4627         map = isl_map_cow(map);
4628         if (!map)
4629                 goto error;
4630
4631         set = (struct isl_set *) map;
4632         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4633         if (!set->dim)
4634                 goto error;
4635         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4636                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4637                 if (!set->p[i])
4638                         goto error;
4639         }
4640         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4641         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4642         return set;
4643 error:
4644         isl_map_free(map);
4645         return NULL;
4646 }
4647
4648 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4649 {
4650         int i;
4651         isl_space *domain_dim;
4652
4653         map = isl_map_cow(map);
4654         if (!map)
4655                 return NULL;
4656
4657         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4658         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4659         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4660         if (!map->dim)
4661                 goto error;
4662         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4663                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4664                 if (!map->p[i])
4665                         goto error;
4666         }
4667         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4668         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4669         return map;
4670 error:
4671         isl_map_free(map);
4672         return NULL;
4673 }
4674
4675 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4676 {
4677         int i;
4678         isl_space *range_dim;
4679
4680         map = isl_map_cow(map);
4681         if (!map)
4682                 return NULL;
4683
4684         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4685         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4686         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4687         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4688         if (!map->dim)
4689                 goto error;
4690         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4691                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4692                 if (!map->p[i])
4693                         goto error;
4694         }
4695         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4696         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4697         return map;
4698 error:
4699         isl_map_free(map);
4700         return NULL;
4701 }
4702
4703 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4704         __isl_take isl_space *dim)
4705 {
4706         int i;
4707         struct isl_map *map = NULL;
4708
4709         set = isl_set_cow(set);
4710         if (!set || !dim)
4711                 goto error;
4712         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4713         map = (struct isl_map *)set;
4714         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4715                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4716                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4717                 if (!map->p[i])
4718                         goto error;
4719         }
4720         isl_space_free(map->dim);
4721         map->dim = dim;
4722         return map;
4723 error:
4724         isl_space_free(dim);
4725         isl_set_free(set);
4726         return NULL;
4727 }
4728
4729 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4730         __isl_take isl_basic_set *bset)
4731 {
4732         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4733 }
4734
4735 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4736         __isl_take isl_basic_set *bset)
4737 {
4738         isl_space *space;
4739         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4740         space = isl_space_from_range(space);
4741         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4742         return (isl_basic_map *)bset;
4743 }
4744
4745 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4746 {
4747         isl_space *space;
4748         space = isl_set_get_space(set);
4749         space = isl_space_from_range(space);
4750         set = isl_set_reset_space(set, space);
4751         return (struct isl_map *)set;
4752 }
4753
4754 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4755 {
4756         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4757 }
4758
4759 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4760         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4761 {
4762         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4763 }
4764
4765 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4766         __isl_take isl_set *range)
4767 {
4768         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4769 }
4770
4771 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4772 {
4773         int i;
4774         struct isl_set *set = NULL;
4775
4776         if (!map)
4777                 return NULL;
4778         map = isl_map_cow(map);
4779         if (!map)
4780                 return NULL;
4781         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4782         if (!map->dim)
4783                 goto error;
4784         set = (struct isl_set *)map;
4785         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4786                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4787                 if (!set->p[i])
4788                         goto error;
4789         }
4790         return set;
4791 error:
4792         isl_map_free(map);
4793         return NULL;
4794 }
4795
4796 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4797         unsigned flags)
4798 {
4799         struct isl_map *map;
4800
4801         if (!dim)
4802                 return NULL;
4803         if (n < 0)
4804                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4805                         "negative number of basic maps", goto error);
4806         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4807                         sizeof(struct isl_map) +
4808                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4809         if (!map)
4810                 goto error;
4811
4812         map->ctx = dim->ctx;
4813         isl_ctx_ref(map->ctx);
4814         map->ref = 1;
4815         map->size = n;
4816         map->n = 0;
4817         map->dim = dim;
4818         map->flags = flags;
4819         return map;
4820 error:
4821         isl_space_free(dim);
4822         return NULL;
4823 }
4824
4825 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4826                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4827                 unsigned flags)
4828 {
4829         struct isl_map *map;
4830         isl_space *dims;
4831
4832         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4833         if (!dims)
4834                 return NULL;
4835
4836         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4837         return map;
4838 }
4839
4840 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4841 {
4842         struct isl_basic_map *bmap;
4843         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4844         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4845         return bmap;
4846 }
4847
4848 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4849 {
4850         struct isl_basic_set *bset;
4851         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4852         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4853         return bset;
4854 }
4855
4856 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4857 {
4858         struct isl_basic_map *bmap;
4859         if (!model)
4860                 return NULL;
4861         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4862         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4863         return bmap;
4864 }
4865
4866 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4867 {
4868         struct isl_basic_map *bmap;
4869         if (!model)
4870                 return NULL;
4871         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4872         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4873         return bmap;
4874 }
4875
4876 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4877 {
4878         struct isl_basic_set *bset;
4879         if (!model)
4880                 return NULL;
4881         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4882         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4883         return bset;
4884 }
4885
4886 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4887 {
4888         struct isl_basic_map *bmap;
4889         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4890         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4891         return bmap;
4892 }
4893
4894 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4895 {
4896         struct isl_basic_set *bset;
4897         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4898         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4899         return bset;
4900 }
4901
4902 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4903 {
4904         int i;
4905         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4906         isl_basic_map *bmap;
4907
4908         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4909         for (i = 0; i < total; ++i) {
4910                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4911                 if (k < 0)
4912                         goto error;
4913                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4914                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4915         }
4916         return bmap;
4917 error:
4918         isl_basic_map_free(bmap);
4919         return NULL;
4920 }
4921
4922 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4923 {
4924         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4925 }
4926
4927 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4928 {
4929         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4930 }
4931
4932 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4933 {
4934         return isl_map_nat_universe(dim);
4935 }
4936
4937 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4938                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4939 {
4940         if (!model)
4941                 return NULL;
4942         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4943 }
4944
4945 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4946 {
4947         if (!model)
4948                 return NULL;
4949         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4950 }
4951
4952 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4953         __isl_keep isl_set *model)
4954 {
4955         if (!model)
4956                 return NULL;
4957         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4958 }
4959
4960 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4961 {
4962         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4963 }
4964
4965 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4966 {
4967         if (!model)
4968                 return NULL;
4969         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4970 }
4971
4972 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4973 {
4974         if (!model)
4975                 return NULL;
4976         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4977 }
4978
4979 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4980 {
4981         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4982 }
4983
4984 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4985 {
4986         if (!model)
4987                 return NULL;
4988         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4989 }
4990
4991 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4992 {
4993         struct isl_map *map;
4994         if (!dim)
4995                 return NULL;
4996         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4997         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4998         return map;
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5002 {
5003         struct isl_set *set;
5004         if (!dim)
5005                 return NULL;
5006         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5007         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5008         return set;
5009 }
5010
5011 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5012 {
5013         if (!model)
5014                 return NULL;
5015         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5016 }
5017
5018 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5019 {
5020         int i;
5021         struct isl_map *dup;
5022
5023         if (!map)
5024                 return NULL;
5025         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5026         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5027                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5028         return dup;
5029 }
5030
5031 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5032                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5033 {
5034         if (!bmap || !map)
5035                 goto error;
5036         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5037                 isl_basic_map_free(bmap);
5038                 return map;
5039         }
5040         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5041         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5042         map->p[map->n] = bmap;
5043         map->n++;
5044         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5045         return map;
5046 error:
5047         if (map)
5048                 isl_map_free(map);
5049         if (bmap)
5050                 isl_basic_map_free(bmap);
5051         return NULL;
5052 }
5053
5054 void isl_map_free(struct isl_map *map)
5055 {
5056         int i;
5057
5058         if (!map)
5059                 return;
5060
5061         if (--map->ref > 0)
5062                 return;
5063
5064         isl_ctx_deref(map->ctx);
5065         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5066                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5067         isl_space_free(map->dim);
5068         free(map);
5069 }
5070
5071 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5072                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5073 {
5074         int i;
5075
5076         base = isl_map_cow(base);
5077         if (!base)
5078                 return NULL;
5079
5080         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5081         if (!base->dim)
5082                 goto error;
5083         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5084                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5085                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5086                 if (!base->p[i])
5087                         goto error;
5088         }
5089         return base;
5090 error:
5091         isl_map_free(base);
5092         return NULL;
5093 }
5094
5095 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5096                 unsigned nparam, unsigned dim)
5097 {
5098         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5099                                                         nparam, 0, dim);
5100 }
5101
5102 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5103         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5104 {
5105         int j;
5106
5107         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5108         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5109         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5110         if (j < 0)
5111                 goto error;
5112         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5113         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5114         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5115         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5116         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5117 error:
5118         isl_basic_map_free(bmap);
5119         return NULL;
5120 }
5121
5122 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5123         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5124 {
5125         int j;
5126
5127         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5128         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5129         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5130         if (j < 0)
5131                 goto error;
5132         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5133         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5134         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5135         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5136         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5137 error:
5138         isl_basic_map_free(bmap);
5139         return NULL;
5140 }
5141
5142 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5143                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5144 {
5145         if (!bmap)
5146                 return NULL;
5147         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5148         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5149                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5150 error:
5151         isl_basic_map_free(bmap);
5152         return NULL;
5153 }
5154
5155 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5156                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5157 {
5158         if (!bmap)
5159                 return NULL;
5160         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5161         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5162                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5163 error:
5164         isl_basic_map_free(bmap);
5165         return NULL;
5166 }
5167
5168 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5169                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5170 {
5171         return (struct isl_basic_set *)
5172                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5173                                         type, pos, value);
5174 }
5175
5176 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5177                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5178 {
5179         return (struct isl_basic_set *)
5180                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5181                                         type, pos, value);
5182 }
5183
5184 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5185                 unsigned input, int value)
5186 {
5187         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5188 }
5189
5190 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5191                 unsigned dim, int value)
5192 {
5193         return (struct isl_basic_set *)
5194                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5195                                         isl_dim_set, dim, value);
5196 }
5197
5198 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5199 {
5200         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5201
5202         if (empty < 0)
5203                 return -1;
5204         if (!empty)
5205                 return 0;
5206
5207         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5208         if (i != map->n - 1) {
5209                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5210                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5211         }
5212         map->n--;
5213
5214         return 0;
5215 }
5216
5217 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5218                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5219 {
5220         int i;
5221
5222         map = isl_map_cow(map);
5223         if (!map)
5224                 return NULL;
5225
5226         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5227         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5228                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5229                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5230                         goto error;
5231         }
5232         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5233         return map;
5234 error:
5235         isl_map_free(map);
5236         return NULL;
5237 }
5238
5239 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5240                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5241 {
5242         return (struct isl_set *)
5243                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5244 }
5245
5246 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5247                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5248 {
5249         int i;
5250
5251         map = isl_map_cow(map);
5252         if (!map)
5253                 return NULL;
5254
5255         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5256         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5257                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5258                 if (!map->p[i])
5259                         goto error;
5260         }
5261         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5262         return map;
5263 error:
5264         isl_map_free(map);
5265         return NULL;
5266 }
5267
5268 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5269                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5270 {
5271         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5272 }
5273
5274 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5275                 unsigned input, int value)
5276 {
5277         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5278 }
5279
5280 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5281 {
5282         return (struct isl_set *)
5283                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5284 }
5285
5286 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5287         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5288         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5289 {
5290         int j;
5291
5292         if (!bmap)
5293                 return NULL;
5294         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5295         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5296         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5297         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5298         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5299         if (j < 0)
5300                 goto error;
5301         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5302         if (upper) {
5303                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5304                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5305         } else {
5306                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5307                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5308         }
5309         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5310         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5311 error:
5312         isl_basic_map_free(bmap);
5313         return NULL;
5314 }
5315
5316 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5317         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5318         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5319 {
5320         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5321 }
5322
5323 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5324         unsigned dim, isl_int value)
5325 {
5326         int j;
5327
5328         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5329         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5330         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5331         if (j < 0)
5332                 goto error;
5333         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5334         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5335         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5336         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5337         return isl_basic_set_finalize(bset);
5338 error:
5339         isl_basic_set_free(bset);
5340         return NULL;
5341 }
5342
5343 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5344         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5345 {
5346         int i;
5347
5348         map = isl_map_cow(map);
5349         if (!map)
5350                 return NULL;
5351
5352         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5353         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5354                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5355                                                  type, pos, value, upper);
5356                 if (!map->p[i])
5357                         goto error;
5358         }
5359         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5360         return map;
5361 error:
5362         isl_map_free(map);
5363         return NULL;
5364 }
5365
5366 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5367         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5368 {
5369         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5370 }
5371
5372 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5373         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5374 {
5375         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5376 }
5377
5378 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5379                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5380 {
5381         return (struct isl_set *)
5382                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5383 }
5384
5385 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5386         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5387 {
5388         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5389 }
5390
5391 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5392  * is set) to "value".
5393  */
5394 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5395         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5396         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5397 {
5398         int j;
5399
5400         if (!bmap)
5401                 return NULL;
5402         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5403                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5404                         "index out of bounds", goto error);
5405         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5406         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5407         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5408         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5409         if (j < 0)
5410                 goto error;
5411         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5412         if (upper) {
5413                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5414                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5415         } else {
5416                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5417                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5418         }
5419         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5420         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5421 error:
5422         isl_basic_map_free(bmap);
5423         return NULL;
5424 }
5425
5426 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5427  * is set) to "value".
5428  */
5429 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5430         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5431 {
5432         int i;
5433
5434         map = isl_map_cow(map);
5435         if (!map)
5436                 return NULL;
5437
5438         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5439                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5440                         "index out of bounds", goto error);
5441         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5442                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5443                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5444                         goto error;
5445         }
5446         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5447         return map;
5448 error:
5449         isl_map_free(map);
5450         return NULL;
5451 }
5452
5453 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5454         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5455 {
5456         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5457 }
5458
5459 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5460         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5461 {
5462         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5463 }
5464
5465 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5466         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5467 {
5468         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5469 }
5470
5471 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5472         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5473 {
5474         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5475 }
5476
5477 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5478                                         isl_int value)
5479 {
5480         int i;
5481
5482         set = isl_set_cow(set);
5483         if (!set)
5484                 return NULL;
5485
5486         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5487         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5488                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5489                 if (!set->p[i])
5490                         goto error;
5491         }
5492         return set;
5493 error:
5494         isl_set_free(set);
5495         return NULL;
5496 }
5497
5498 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5499 {
5500         int i;
5501
5502         map = isl_map_cow(map);
5503         if (!map)
5504                 return NULL;
5505
5506         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5507         if (!map->dim)
5508                 goto error;
5509         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5510                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5511                 if (!map->p[i])
5512                         goto error;
5513         }
5514         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5515         return map;
5516 error:
5517         isl_map_free(map);
5518         return NULL;
5519 }
5520
5521 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5522                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5523                 struct isl_set **empty, int max)
5524 {
5525         if (!bmap)
5526                 goto error;
5527         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5528                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5529         else
5530                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5531 error:
5532         isl_basic_map_free(bmap);
5533         isl_basic_set_free(dom);
5534         if (empty)
5535                 *empty = NULL;
5536         return NULL;
5537 }
5538
5539 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5540                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5541                 struct isl_set **empty)
5542 {
5543         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5544 }
5545
5546 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5547                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5548                 struct isl_set **empty)
5549 {
5550         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5551 }
5552
5553 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5554                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5555                 struct isl_set **empty)
5556 {
5557         return (struct isl_set *)
5558                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5559                         dom, empty);
5560 }
5561
5562 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5563                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5564                 struct isl_set **empty)
5565 {
5566         return (struct isl_set *)
5567                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5568                         dom, empty);
5569 }
5570
5571 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5572         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5573         __isl_give isl_set **empty)
5574 {
5575         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5576 }
5577
5578 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5579         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5580         __isl_give isl_set **empty)
5581 {
5582         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5583 }
5584
5585 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5586         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5587         __isl_give isl_set **empty)
5588 {
5589         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5590 }
5591
5592 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5593         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5594         __isl_give isl_set **empty)
5595 {
5596         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5597 }
5598
5599 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5600         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5601 {
5602         isl_basic_set *dom = NULL;
5603         isl_space *dom_space;
5604
5605         if (!bmap)
5606                 goto error;
5607         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5608         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5609         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5610 error:
5611         isl_basic_map_free(bmap);
5612         return NULL;
5613 }
5614
5615 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5616         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5617 {
5618         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5619 }
5620
5621 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
5622  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5623  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5624  *
5625  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
5626  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
5627  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
5628  * domain down into the parametric integer programming.
5629  */
5630 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
5631                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
5632                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5633 {
5634         int i;
5635         struct isl_map *res;
5636
5637         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
5638         if (!dom)
5639                 goto error;
5640
5641         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
5642                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
5643                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
5644                 isl_set_free(dom);
5645                 isl_basic_map_free(bmap);
5646                 return res;
5647         }
5648
5649         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5650                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
5651                 
5652         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
5653                 struct isl_map *res_i;
5654                 struct isl_set *empty_i;
5655
5656                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5657                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
5658
5659                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5660                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
5661         }
5662
5663         isl_set_free(dom);
5664         isl_basic_map_free(bmap);
5665         return res;
5666 error:
5667         *empty = NULL;
5668         isl_set_free(dom);
5669         isl_basic_map_free(bmap);
5670         return NULL;
5671 }
5672
5673 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5674  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5675  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5676  *
5677  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5678  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5679  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5680  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5681  * improve both "res" and "todo".
5682  *
5683  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5684  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5685  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5686  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5687  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5688  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5689  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5690  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5691  * for the ith basic map, i.e.,
5692  *
5693  *      todo^i = todo^k * todo_i
5694  *
5695  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5696  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5697  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5698  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5699  * the lexicographic order.)
5700  * In practice, we compute
5701  *
5702  *      res^k * (res_i . "<=")
5703  *
5704  * and
5705  *
5706  *      res_i * (res^k . "<")
5707  *
5708  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5709  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5710  * that one, i.e.,
5711  *
5712  *      res^k * todo_i
5713  * and
5714  *      res_i * todo^k
5715  *
5716  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5717  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5718  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5719  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5720  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5721  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5722  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5723  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5724  * the previous basic maps.
5725  */
5726 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5727                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5728                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5729 {
5730         int i;
5731         struct isl_map *res;
5732         struct isl_set *todo;
5733
5734         if (!map || !dom)
5735                 goto error;
5736
5737         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5738                 if (empty)
5739                         *empty = dom;
5740                 else
5741                         isl_set_free(dom);
5742                 return map;
5743         }
5744
5745         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5746                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5747
5748         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5749                 isl_map *lt, *le;
5750                 isl_map *res_i;
5751                 isl_set *todo_i;
5752                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5753
5754                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5755                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5756
5757                 if (max) {
5758                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5759                         le = isl_map_lex_le(dim);
5760                 } else {
5761                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5762                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5763                 }
5764                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5765                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5766                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5767                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5768
5769                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5770                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5771                                                         isl_set_copy(todo_i));
5772                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5773                                                         isl_set_copy(todo));
5774                 }
5775
5776                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5777                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5778                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5779
5780                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5781         }
5782
5783         isl_set_free(dom);
5784         isl_map_free(map);
5785
5786         if (empty)
5787                 *empty = todo;
5788         else
5789                 isl_set_free(todo);
5790
5791         return res;
5792 error:
5793         if (empty)
5794                 *empty = NULL;
5795         isl_set_free(dom);
5796         isl_map_free(map);
5797         return NULL;
5798 }
5799
5800 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5801  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5802  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5803  *
5804  * Align parameters if needed and then call isl_map_partial_lexopt_aligned.
5805  */
5806 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5807                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5808                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5809 {
5810         if (!map || !dom)
5811                 goto error;
5812         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, dom->dim, isl_dim_param))
5813                 return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5814         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
5815             !isl_space_has_named_params(dom->dim))
5816                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5817                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
5818         map = isl_map_align_params(map, isl_map_get_space(dom));
5819         dom = isl_map_align_params(dom, isl_map_get_space(map));
5820         return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5821 error:
5822         if (empty)
5823                 *empty = NULL;
5824         isl_set_free(dom);
5825         isl_map_free(map);
5826         return NULL;
5827 }
5828
5829 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5830                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5831                 __isl_give isl_set **empty)
5832 {
5833         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5834 }
5835
5836 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5837                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5838                 __isl_give isl_set **empty)
5839 {
5840         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5841 }
5842
5843 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5844                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5845                 __isl_give isl_set **empty)
5846 {
5847         return (struct isl_set *)
5848                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5849                         dom, empty);
5850 }
5851
5852 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5853                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5854                 __isl_give isl_set **empty)
5855 {
5856         return (struct isl_set *)
5857                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5858                         dom, empty);
5859 }
5860
5861 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5862 {
5863         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5864         isl_space *dom_dim;
5865
5866         if (!bmap)
5867                 goto error;
5868         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5869         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5870         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5871 error:
5872         isl_basic_map_free(bmap);
5873         return NULL;
5874 }
5875
5876 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5877 {
5878         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5879 }
5880
5881 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5882 {
5883         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5884 }
5885
5886 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5887 {
5888         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5889 }
5890
5891 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5892 {
5893         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5894 }
5895
5896 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5897 {
5898         struct isl_set *dom = NULL;
5899         isl_space *dom_dim;
5900
5901         if (!map)
5902                 goto error;
5903         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(map->dim));
5904         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5905         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5906 error:
5907         isl_map_free(map);
5908         return NULL;
5909 }
5910
5911 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5912 {
5913         return isl_map_lexopt(map, 0);
5914 }
5915
5916 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5917 {
5918         return isl_map_lexopt(map, 1);
5919 }
5920
5921 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5922 {
5923         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5924 }
5925
5926 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5927 {
5928         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5929 }
5930
5931 /* Extract the first and only affine expression from list
5932  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5933  * This domain is known to be disjoint from other domains
5934  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5935  */
5936 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5937         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5938 {
5939         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5940         isl_aff *aff;
5941         isl_pw_aff **pwaff = user;
5942         isl_pw_aff *pwaff_i;
5943
5944         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5945                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5946                         "expecting single element list", goto error);
5947
5948         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5949         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5950
5951         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5952
5953         isl_aff_list_free(list);
5954
5955         return 0;
5956 error:
5957         isl_basic_set_free(dom);
5958         isl_aff_list_free(list);
5959         return -1;
5960 }
5961
5962 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5963  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5964  *
5965  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5966  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5967  */
5968 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5969         int max)
5970 {
5971         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5972         isl_pw_aff *pwaff;
5973         int r;
5974
5975         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5976         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5977         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5978
5979         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5980         if (r < 0)
5981                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5982
5983         return pwaff;
5984 }
5985
5986 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5987  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5988  * but independently of the other output dimensions.
5989  *
5990  * We first project out the other output dimension and then compute
5991  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5992  * using isl_pw_aff_union_max.
5993  */
5994 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5995         int max)
5996 {
5997         int i;
5998         isl_pw_aff *pwaff;
5999         unsigned n_out;
6000
6001         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6002         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6003         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6004         if (!map)
6005                 return NULL;
6006
6007         if (map->n == 0) {
6008                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6009                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6010                 isl_map_free(map);
6011                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6012         }
6013
6014         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6015         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6016                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6017
6018                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6019                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6020         }
6021
6022         isl_map_free(map);
6023
6024         return pwaff;
6025 }
6026
6027 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6028  * parameters and input dimensions, but independently of
6029  * the other output dimensions.
6030  */
6031 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6032 {
6033         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6034 }
6035
6036 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6037  * as a function of the parameters,
6038  * but independently of the other set dimensions.
6039  */
6040 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6041         int max)
6042 {
6043         return map_dim_opt(set, pos, max);
6044 }
6045
6046 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6047  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6048  */
6049 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6050 {
6051         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6052 }
6053
6054 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6055  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6056  */
6057 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6058 {
6059         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6060 }
6061
6062 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6063  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6064  */
6065 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6066         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6067 {
6068         unsigned nparam;
6069
6070         if (!bset || !mat)
6071                 goto error;
6072
6073         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6074         if (!bset->dim)
6075                 goto error;
6076
6077         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6078
6079         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6080
6081         bset->dim->nparam = 0;
6082         bset->dim->n_out = nparam;
6083         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6084         if (bset) {
6085                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6086                 bset->dim->n_out = 0;
6087         }
6088         return bset;
6089 error:
6090         isl_mat_free(mat);
6091         isl_basic_set_free(bset);
6092         return NULL;
6093 }
6094
6095 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6096  * set is assumed to have only parameters and divs.
6097  */
6098 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6099         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6100 {
6101         isl_space *dim = NULL;
6102         unsigned nparam;
6103
6104         if (!set || !mat)
6105                 goto error;
6106
6107         dim = isl_space_copy(set->dim);
6108         dim = isl_space_cow(dim);
6109         if (!dim)
6110                 goto error;
6111
6112         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6113
6114         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6115
6116         dim->nparam = 0;
6117         dim->n_out = nparam;
6118         isl_set_reset_space(set, dim);
6119         set = isl_set_preimage(set, mat);
6120         if (!set)
6121                 goto error2;
6122         dim = isl_space_copy(set->dim);
6123         dim = isl_space_cow(dim);
6124         if (!dim)
6125                 goto error2;
6126         dim->nparam = dim->n_out;
6127         dim->n_out = 0;
6128         isl_set_reset_space(set, dim);
6129         return set;
6130 error:
6131         isl_space_free(dim);
6132         isl_mat_free(mat);
6133 error2:
6134         isl_set_free(set);
6135         return NULL;
6136 }
6137
6138 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6139  * equalities in "eq".
6140  */
6141 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6142         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6143 {
6144         int i, k;
6145         unsigned len;
6146
6147         if (!bset || !eq)
6148                 goto error;
6149
6150         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6151                                         eq->n_row, 0);
6152         if (!bset)
6153                 goto error;
6154
6155         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6156         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6157                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6158                 if (k < 0)
6159                         goto error;
6160                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6161                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6162         }
6163         isl_mat_free(eq);
6164
6165         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6166         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6167
6168         return bset;
6169 error:
6170         isl_mat_free(eq);
6171         isl_basic_set_free(bset);
6172         return NULL;
6173 }
6174
6175 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6176  * equalities in "eq".
6177  */
6178 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6179         struct isl_mat *eq)
6180 {
6181         int i;
6182
6183         if (!set || !eq)
6184                 goto error;
6185
6186         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6187                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6188                                         isl_mat_copy(eq));
6189                 if (!set->p[i])
6190                         goto error;
6191         }
6192         isl_mat_free(eq);
6193         return set;
6194 error:
6195         isl_mat_free(eq);
6196         isl_set_free(set);
6197         return NULL;
6198 }
6199
6200 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6201  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6202  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6203  * The output has the same parameters, but only
6204  * explicit existentially quantified variables.
6205  *
6206  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6207  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6208  * among the parameters by performing a variable compression on
6209  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6210  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6211  */
6212 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6213 {
6214         int i, j;
6215         struct isl_mat *eq;
6216         struct isl_mat *T, *T2;
6217         struct isl_set *set;
6218         unsigned nparam, n_div;
6219
6220         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6221         if (!bset)
6222                 return NULL;
6223
6224         if (bset->n_eq == 0)
6225                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6226
6227         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6228
6229         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6230         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6231
6232         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6233                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6234                         ++i;
6235         }
6236         if (i == bset->n_eq)
6237                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6238
6239         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6240                 0, 1 + nparam);
6241         eq = isl_mat_cow(eq);
6242         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6243         if (T && T->n_col == 0) {
6244                 isl_mat_free(T);
6245                 isl_mat_free(T2);
6246                 isl_mat_free(eq);
6247                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6248                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6249         }
6250         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6251
6252         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6253         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6254         set = set_append_equalities(set, eq);
6255         return set;
6256 }
6257
6258 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6259  * quantified variables.
6260  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6261  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6262  * no input or output dimensions and the dimension specification
6263  * is reset to that of the input.
6264  */
6265 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6266 {
6267         struct isl_basic_set *bset;
6268         struct isl_set *set;
6269         struct isl_map *map;
6270         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6271         unsigned         nparam;
6272         unsigned         n_in;
6273         unsigned         n_out;
6274
6275         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6276         if (!bmap)
6277                 return NULL;
6278
6279         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6280         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6281         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6282         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6283         if (!dim)
6284                 goto error;
6285
6286         orig_dim = bmap->dim;
6287         bmap->dim = dim;
6288         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6289
6290         set = parameter_compute_divs(bset);
6291         map = (struct isl_map *)set;
6292         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6293
6294         return map;
6295 error:
6296         isl_basic_map_free(bmap);
6297         return NULL;
6298 }
6299
6300 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6301 {
6302         int i;
6303         unsigned off;
6304
6305         if (!bmap)
6306                 return -1;
6307
6308         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6309         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6310                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6311                         return 0;
6312                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6313                                 return -1);
6314         }
6315         return 1;
6316 }
6317
6318 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6319 {
6320         int i;
6321
6322         if (!map)
6323                 return -1;
6324
6325         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6326                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6327                 if (known <= 0)
6328                         return known;
6329         }
6330
6331         return 1;
6332 }
6333
6334 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6335  * expressions for them.  However, this computation may be
6336  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6337  * strictly needed.
6338  */
6339 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6340 {
6341         int known;
6342         struct isl_map *map;
6343
6344         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6345         if (known < 0)
6346                 goto error;
6347         if (known)
6348                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6349
6350         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6351
6352         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6353         if (known < 0)
6354                 goto error;
6355         if (known)
6356                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6357
6358         map = compute_divs(bmap);
6359         return map;
6360 error:
6361         isl_basic_map_free(bmap);
6362         return NULL;
6363 }
6364
6365 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6366 {
6367         int i;
6368         int known;
6369         struct isl_map *res;
6370
6371         if (!map)
6372                 return NULL;
6373         if (map->n == 0)
6374                 return map;
6375
6376         known = map_divs_known(map);
6377         if (known < 0) {
6378                 isl_map_free(map);
6379                 return NULL;
6380         }
6381         if (known)
6382                 return map;
6383
6384         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6385         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6386                 struct isl_map *r2;
6387                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6388                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6389                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6390                 else
6391                         res = isl_map_union(res, r2);
6392         }
6393         isl_map_free(map);
6394
6395         return res;
6396 }
6397
6398 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6399 {
6400         return (struct isl_set *)
6401                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6402 }
6403
6404 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6405 {
6406         return (struct isl_set *)
6407                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6408 }
6409
6410 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6411 {
6412         int i;
6413         struct isl_set *set;
6414
6415         if (!map)
6416                 goto error;
6417
6418         map = isl_map_cow(map);
6419         if (!map)
6420                 return NULL;
6421
6422         set = (struct isl_set *)map;
6423         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6424         if (!set->dim)
6425                 goto error;
6426         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6427                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6428                 if (!set->p[i])
6429                         goto error;
6430         }
6431         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6432         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6433         return set;
6434 error:
6435         isl_map_free(map);
6436         return NULL;
6437 }
6438
6439 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6440         __isl_take isl_map *map2)
6441 {
6442         int i;
6443         unsigned flags = 0;
6444         struct isl_map *map = NULL;
6445
6446         if (!map1 || !map2)
6447                 goto error;
6448
6449         if (map1->n == 0) {
6450                 isl_map_free(map1);
6451                 return map2;
6452         }
6453         if (map2->n == 0) {
6454                 isl_map_free(map2);
6455                 return map1;
6456         }
6457
6458         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6459
6460         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6461             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6462                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6463
6464         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6465                                 map1->n + map2->n, flags);
6466         if (!map)
6467                 goto error;
6468         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6469                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6470                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6471                 if (!map)
6472                         goto error;
6473         }
6474         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6475                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6476                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6477                 if (!map)
6478                         goto error;
6479         }
6480         isl_map_free(map1);
6481         isl_map_free(map2);
6482         return map;
6483 error:
6484         isl_map_free(map);
6485         isl_map_free(map1);
6486         isl_map_free(map2);
6487         return NULL;
6488 }
6489
6490 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6491         __isl_take isl_map *map2)
6492 {
6493         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6494 }
6495
6496 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6497 {
6498         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6499         if (!map1)
6500                 return NULL;
6501         if (map1->n > 1)
6502                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6503         return map1;
6504 }
6505
6506 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6507                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6508 {
6509         return (struct isl_set *)
6510                 isl_map_union_disjoint(
6511                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6512 }
6513
6514 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6515 {
6516         return (struct isl_set *)
6517                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6518 }
6519
6520 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6521         __isl_take isl_set *set)
6522 {
6523         unsigned flags = 0;
6524         struct isl_map *result;
6525         int i, j;
6526
6527         if (!map || !set)
6528                 goto error;
6529
6530         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6531                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6532                         "parameters don't match", goto error);
6533
6534         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6535             !isl_map_compatible_range(map, set))
6536                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6537                         "incompatible spaces", goto error);
6538
6539         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6540                 isl_set_free(set);
6541                 return map;
6542         }
6543
6544         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6545             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6546                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6547
6548         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6549                                         map->n * set->n, flags);
6550         if (!result)
6551                 goto error;
6552         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6553                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6554                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6555                             isl_basic_map_intersect_range(
6556                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6557                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6558                         if (!result)
6559                                 goto error;
6560                 }
6561         isl_map_free(map);
6562         isl_set_free(set);
6563         return result;
6564 error:
6565         isl_map_free(map);
6566         isl_set_free(set);
6567         return NULL;
6568 }
6569
6570 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6571         __isl_take isl_set *set)
6572 {
6573         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6574 }
6575
6576 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6577                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6578 {
6579         return isl_map_reverse(
6580                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6581 }
6582
6583 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6584         __isl_take isl_map *map2)
6585 {
6586         if (!map1 || !map2)
6587                 goto error;
6588         map1 = isl_map_reverse(map1);
6589         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6590         return isl_map_reverse(map1);
6591 error:
6592         isl_map_free(map1);
6593         isl_map_free(map2);
6594         return NULL;
6595 }
6596
6597 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6598         __isl_take isl_map *map2)
6599 {
6600         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6601 }
6602
6603 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6604         __isl_take isl_map *map2)
6605 {
6606         isl_space *dim_result;
6607         struct isl_map *result;
6608         int i, j;
6609
6610         if (!map1 || !map2)
6611                 goto error;
6612
6613         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6614                                   isl_space_copy(map2->dim));
6615
6616         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6617         if (!result)
6618                 goto error;
6619         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6620                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6621                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6622                             isl_basic_map_apply_range(
6623                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6624                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6625                         if (!result)
6626                                 goto error;
6627                 }
6628         isl_map_free(map1);
6629         isl_map_free(map2);
6630         if (result && result->n <= 1)
6631                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6632         return result;
6633 error:
6634         isl_map_free(map1);
6635         isl_map_free(map2);
6636         return NULL;
6637 }
6638
6639 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6640         __isl_take isl_map *map2)
6641 {
6642         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6643 }
6644
6645 /*
6646  * returns range - domain
6647  */
6648 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6649 {
6650         isl_space *dims, *target_dim;
6651         struct isl_basic_set *bset;
6652         unsigned dim;
6653         unsigned nparam;
6654         int i;
6655
6656         if (!bmap)
6657                 goto error;
6658         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6659                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6660                    goto error);
6661         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6662         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6663         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6664         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6665         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6666         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6667         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6668         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6669         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6670         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6671                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6672                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6673                 if (j < 0)
6674                         goto error;
6675                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6676                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6677                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6678                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6679         }
6680         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6681         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6682         return bset;
6683 error:
6684         isl_basic_map_free(bmap);
6685         return NULL;
6686 }
6687
6688 /*
6689  * returns range - domain
6690  */
6691 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6692 {
6693         int i;
6694         isl_space *dim;
6695         struct isl_set *result;
6696
6697         if (!map)
6698                 return NULL;
6699
6700         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6701                                                  map->dim, isl_dim_out),
6702                    goto error);
6703         dim = isl_map_get_space(map);
6704         dim = isl_space_domain(dim);
6705         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6706         if (!result)
6707                 goto error;
6708         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6709                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6710                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6711         isl_map_free(map);
6712         return result;
6713 error:
6714         isl_map_free(map);
6715         return NULL;
6716 }
6717
6718 /*
6719  * returns [domain -> range] -> range - domain
6720  */
6721 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6722         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6723 {
6724         int i, k;
6725         isl_space *dim;
6726         isl_basic_map *domain;
6727         int nparam, n;
6728         unsigned total;
6729
6730         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6731                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6732                         "domain and range don't match", goto error);
6733
6734         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6735         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6736
6737         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6738         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6739
6740         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6741         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6742         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6743
6744         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6745
6746         for (i = 0; i < n; ++i) {
6747                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6748                 if (k < 0)
6749                         goto error;
6750                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6751                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6752                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6753                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6754         }
6755
6756         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6757         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6758 error:
6759         isl_basic_map_free(bmap);
6760         return NULL;
6761 }
6762
6763 /*
6764  * returns [domain -> range] -> range - domain
6765  */
6766 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6767 {
6768         int i;
6769         isl_space *domain_dim;
6770
6771         if (!map)
6772                 return NULL;
6773
6774         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6775                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6776                         "domain and range don't match", goto error);
6777
6778         map = isl_map_cow(map);
6779         if (!map)
6780                 return NULL;
6781
6782         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6783         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6784         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6785         if (!map->dim)
6786                 goto error;
6787         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6788                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6789                 if (!map->p[i])
6790                         goto error;
6791         }
6792         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6793         return map;
6794 error:
6795         isl_map_free(map);
6796         return NULL;
6797 }
6798
6799 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6800 {
6801         struct isl_basic_map *bmap;
6802         unsigned nparam;
6803         unsigned dim;
6804         int i;
6805
6806         if (!dims)
6807                 return NULL;
6808
6809         nparam = dims->nparam;
6810         dim = dims->n_out;
6811         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6812         if (!bmap)
6813                 goto error;
6814
6815         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6816                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6817                 if (j < 0)
6818                         goto error;
6819                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6820                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6821                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6822         }
6823         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6824 error:
6825         isl_basic_map_free(bmap);
6826         return NULL;
6827 }
6828
6829 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6830 {
6831         if (!dim)
6832                 return NULL;
6833         if (dim->n_in != dim->n_out)
6834                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6835                         "number of input and output dimensions needs to be "
6836                         "the same", goto error);
6837         return basic_map_identity(dim);
6838 error:
6839         isl_space_free(dim);
6840         return NULL;
6841 }
6842
6843 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6844 {
6845         if (!model || !model->dim)
6846                 return NULL;
6847         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6848 }
6849
6850 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6851 {
6852         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6853 }
6854
6855 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6856 {
6857         if (!model || !model->dim)
6858                 return NULL;
6859         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6860 }
6861
6862 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6863 {
6864         if (!model || !model->dim)
6865                 return NULL;
6866         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6867 }
6868
6869 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6870 {
6871         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6872         isl_map *id;
6873         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6874         return isl_map_intersect_range(id, set);
6875 }
6876
6877 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6878  * values.
6879  */
6880 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6881         __isl_take isl_space *space)
6882 {
6883         int i;
6884         unsigned nparam;
6885         unsigned dim;
6886         struct isl_basic_set *bset;
6887
6888         if (!space)
6889                 return NULL;
6890         nparam = space->nparam;
6891         dim = space->n_out;
6892         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6893         if (!bset)
6894                 return NULL;
6895         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6896                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6897                 if (k < 0)
6898                         goto error;
6899                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6900                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6901         }
6902         return bset;
6903 error:
6904         isl_basic_set_free(bset);
6905         return NULL;
6906 }
6907
6908 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6909  */
6910 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6911         int pos)
6912 {
6913         int k;
6914         isl_basic_set *nonneg;
6915
6916         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6917         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6918         if (k < 0)
6919                 goto error;
6920         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6921         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6922
6923         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6924 error:
6925         isl_basic_set_free(nonneg);
6926         return NULL;
6927 }
6928
6929 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6930  */
6931 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6932 {
6933         int k;
6934         isl_basic_set *neg;
6935
6936         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6937         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6938         if (k < 0)
6939                 goto error;
6940         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6941         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6942         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6943
6944         return isl_basic_set_finalize(neg);
6945 error:
6946         isl_basic_set_free(neg);
6947         return NULL;
6948 }
6949
6950 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6951         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6952 {
6953         int i;
6954         isl_basic_set *nonneg;
6955         isl_basic_set *neg;
6956
6957         if (!set)
6958                 return NULL;
6959         if (n == 0)
6960                 return set;
6961
6962         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6963
6964         for (i = 0; i < n; ++i) {
6965                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6966                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6967                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6968                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6969
6970                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6971         }
6972
6973         return set;
6974 error:
6975         isl_set_free(set);
6976         return NULL;
6977 }
6978
6979 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6980         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6981         void *user)
6982 {
6983         isl_set *half;
6984
6985         if (!set)
6986                 return -1;
6987         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6988                 isl_set_free(set);
6989                 return 0;
6990         }
6991         if (first == len)
6992                 return fn(set, signs, user);
6993
6994         signs[first] = 1;
6995         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6996                                                         1 + first));
6997         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6998         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6999                 goto error;
7000
7001         signs[first] = -1;
7002         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7003                                                         1 + first));
7004         half = isl_set_intersect(half, set);
7005         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7006 error:
7007         isl_set_free(set);
7008         return -1;
7009 }
7010
7011 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7012  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7013  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7014  * to the sign of the corresponding variable.
7015  */
7016 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7017         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7018         void *user)
7019 {
7020         unsigned nparam;
7021         unsigned nvar;
7022         int *signs;
7023         int r;
7024
7025         if (!set)
7026                 return -1;
7027         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7028                 return 0;
7029
7030         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7031         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7032
7033         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7034
7035         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7036                             fn, user);
7037
7038         free(signs);
7039
7040         return r;
7041 }
7042
7043 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7044 {
7045         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7046 }
7047
7048 int isl_basic_map_is_subset(
7049                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7050 {
7051         int is_subset;
7052         struct isl_map *map1;
7053         struct isl_map *map2;
7054
7055         if (!bmap1 || !bmap2)
7056                 return -1;
7057
7058         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7059         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7060
7061         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7062
7063         isl_map_free(map1);
7064         isl_map_free(map2);
7065
7066         return is_subset;
7067 }
7068
7069 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7070         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7071 {
7072         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7073 }
7074
7075 int isl_basic_map_is_equal(
7076                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7077 {
7078         int is_subset;
7079
7080         if (!bmap1 || !bmap2)
7081                 return -1;
7082         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7083         if (is_subset != 1)
7084                 return is_subset;
7085         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7086         return is_subset;
7087 }
7088
7089 int isl_basic_set_is_equal(
7090                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7091 {
7092         return isl_basic_map_is_equal(
7093                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7094 }
7095
7096 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7097 {
7098         int i;
7099         int is_empty;
7100
7101         if (!map)
7102                 return -1;
7103         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7104                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7105                 if (is_empty < 0)
7106                         return -1;
7107                 if (!is_empty)
7108                         return 0;
7109         }
7110         return 1;
7111 }
7112
7113 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7114 {
7115         return map ? map->n == 0 : -1;
7116 }
7117
7118 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7119 {
7120         return isl_map_plain_is_empty(map);
7121 }
7122
7123 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7124 {
7125         return set ? set->n == 0 : -1;
7126 }
7127
7128 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7129 {
7130         return isl_set_plain_is_empty(set);
7131 }
7132
7133 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7134 {
7135         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7136 }
7137
7138 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7139 {
7140         if (!map1 || !map2)
7141                 return -1;
7142
7143         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7144 }
7145
7146 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7147 {
7148         if (!set1 || !set2)
7149                 return -1;
7150
7151         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7152 }
7153
7154 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7155 {
7156         int is_subset;
7157
7158         if (!map1 || !map2)
7159                 return -1;
7160         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7161         if (is_subset != 1)
7162                 return is_subset;
7163         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7164         return is_subset;
7165 }
7166
7167 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7168 {
7169         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7170 }
7171
7172 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7173                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7174 {
7175         int is_subset;
7176
7177         if (!bmap1 || !bmap2)
7178                 return -1;
7179         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7180         if (is_subset != 1)
7181                 return is_subset;
7182         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7183         if (is_subset == -1)
7184                 return is_subset;
7185         return !is_subset;
7186 }
7187
7188 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7189 {
7190         int is_subset;
7191
7192         if (!map1 || !map2)
7193                 return -1;
7194         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7195         if (is_subset != 1)
7196                 return is_subset;
7197         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7198         if (is_subset == -1)
7199                 return is_subset;
7200         return !is_subset;
7201 }
7202
7203 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7204 {
7205         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7206 }
7207
7208 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7209 {
7210         if (!bmap)
7211                 return -1;
7212         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7213 }
7214
7215 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7216 {
7217         if (!bset)
7218                 return -1;
7219         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7220 }
7221
7222 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7223 {
7224         int i;
7225
7226         if (!map)
7227                 return -1;
7228
7229         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7230                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7231                 if (r < 0 || r)
7232                         return r;
7233         }
7234
7235         return 0;
7236 }
7237
7238 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7239 {
7240         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7241 }
7242
7243 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7244 {
7245         return isl_set_plain_is_universe(set);
7246 }
7247
7248 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7249 {
7250         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7251         struct isl_vec *sample = NULL;
7252         int empty;
7253         unsigned total;
7254
7255         if (!bmap)
7256                 return -1;
7257
7258         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7259                 return 1;
7260
7261         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7262                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7263                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7264                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7265                 isl_basic_map_free(copy);
7266                 return empty;
7267         }
7268
7269         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7270         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7271                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7272                 if (contains < 0)
7273                         return -1;
7274                 if (contains)
7275                         return 0;
7276         }
7277         isl_vec_free(bmap->sample);
7278         bmap->sample = NULL;
7279         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7280         if (!bset)
7281                 return -1;
7282         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7283         if (!sample)
7284                 return -1;
7285         empty = sample->size == 0;
7286         isl_vec_free(bmap->sample);
7287         bmap->sample = sample;
7288         if (empty)
7289                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7290
7291         return empty;
7292 }
7293
7294 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7295 {
7296         if (!bmap)
7297                 return -1;
7298         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7299 }
7300
7301 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7302 {
7303         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7304 }
7305
7306 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7307 {
7308         if (!bset)
7309                 return -1;
7310         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7311 }
7312
7313 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7314 {
7315         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7316 }
7317
7318 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7319 {
7320         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7321 }
7322
7323 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7324         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7325 {
7326         struct isl_map *map;
7327         if (!bmap1 || !bmap2)
7328                 goto error;
7329
7330         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7331
7332         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7333         if (!map)
7334                 goto error;
7335         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7336         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7337         return map;
7338 error:
7339         isl_basic_map_free(bmap1);
7340         isl_basic_map_free(bmap2);
7341         return NULL;
7342 }
7343
7344 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7345                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7346 {
7347         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7348                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7349                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7350 }
7351
7352 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7353 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7354 {
7355         int i;
7356         unsigned off;
7357
7358         if (!bmap)
7359                 return NULL;
7360
7361         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7362
7363         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7364                 int pos;
7365                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7366                         continue;
7367                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7368                                                             bmap->n_div-i);
7369                 if (pos == -1)
7370                         continue;
7371                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7372                 --i;
7373         }
7374         return bmap;
7375 }
7376
7377 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7378 {
7379         return (struct isl_basic_set *)
7380                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7381 }
7382
7383 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7384 {
7385         int i;
7386
7387         if (!map)
7388                 return 0;
7389
7390         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7391                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7392                 if (!map->p[i])
7393                         goto error;
7394         }
7395
7396         return map;
7397 error:
7398         isl_map_free(map);
7399         return NULL;
7400 }
7401
7402 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7403  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7404  * list of divs is given by "div".
7405  */
7406 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7407         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7408 {
7409         int i, j;
7410         int n_div;
7411
7412         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7413         if (!bset || !div)
7414                 goto error;
7415
7416         if (div->n_row < bset->n_div)
7417                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7418                         "not an expansion", goto error);
7419
7420         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7421                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7422                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7423
7424         n_div = bset->n_div;
7425         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7426                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7427                         goto error;
7428
7429         j = n_div - 1;
7430         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7431                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7432                         if (i != j)
7433                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7434                         j--;
7435                 } else {
7436                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7437                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7438                                 goto error;
7439                 }
7440         }
7441
7442         isl_mat_free(div);
7443         return bset;
7444 error:
7445         isl_basic_set_free(bset);
7446         isl_mat_free(div);
7447         return NULL;
7448 }
7449
7450 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7451  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7452  * 
7453  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7454  * of the corresponding div in dst otherwise.
7455  */
7456 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7457                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7458 {
7459         int i;
7460
7461         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7462
7463         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7464         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7465                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7466                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7467                                                 dst->n_div - div) == -1)
7468                         return i;
7469         return -1;
7470 }
7471
7472 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7473                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7474 {
7475         int i;
7476         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7477
7478         if (!dst || !src)
7479                 goto error;
7480
7481         if (src->n_div == 0)
7482                 return dst;
7483
7484         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7485                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7486
7487         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7488         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7489         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7490                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7491         if (!dst)
7492                 return NULL;
7493         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7494                 int j = find_div(dst, src, i);
7495                 if (j < 0) {
7496                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7497                         if (j < 0)
7498                                 goto error;
7499                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7500                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7501                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7502                                 goto error;
7503                 }
7504                 if (j != i)
7505                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7506         }
7507         return dst;
7508 error:
7509         isl_basic_map_free(dst);
7510         return NULL;
7511 }
7512
7513 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7514                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7515 {
7516         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7517                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7518 }
7519
7520 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7521 {
7522         int i;
7523
7524         if (!map)
7525                 return NULL;
7526         if (map->n == 0)
7527                 return map;
7528         map = isl_map_compute_divs(map);
7529         map = isl_map_cow(map);
7530         if (!map)
7531                 return NULL;
7532
7533         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7534                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7535         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7536                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7537
7538         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7539         return map;
7540 }
7541
7542 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7543 {
7544         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7545 }
7546
7547 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7548         __isl_take isl_map *map)
7549 {
7550         if (!set || !map)
7551                 goto error;
7552         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7553         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7554         set = isl_map_range(map);
7555         return set;
7556 error:
7557         isl_set_free(set);
7558         isl_map_free(map);
7559         return NULL;
7560 }
7561
7562 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7563         __isl_take isl_map *map)
7564 {
7565         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7566 }
7567
7568 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7569  * the meaning of the set.
7570  */
7571 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7572 {
7573         int i;
7574
7575         if (!map)
7576                 return NULL;
7577
7578         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7579                 remove_if_empty(map, i);
7580
7581         return map;
7582 }
7583
7584 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7585 {
7586         return (struct isl_set *)
7587                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7588 }
7589
7590 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7591 {
7592         struct isl_basic_map *bmap;
7593         if (!map || map->n == 0)
7594                 return NULL;
7595         bmap = map->p[map->n-1];
7596         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7597         return isl_basic_map_copy(bmap);
7598 }
7599
7600 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7601 {
7602         return (struct isl_basic_set *)
7603                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7604 }
7605
7606 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7607                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7608 {
7609         int i;
7610
7611         if (!map || !bmap)
7612                 goto error;
7613         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7614                 if (map->p[i] != bmap)
7615                         continue;
7616                 map = isl_map_cow(map);
7617                 if (!map)
7618                         goto error;
7619                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7620                 if (i != map->n-1) {
7621                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7622                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7623                 }
7624                 map->n--;
7625                 return map;
7626         }
7627         return map;
7628 error:
7629         isl_map_free(map);
7630         return NULL;
7631 }
7632
7633 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7634                                                 struct isl_basic_set *bset)
7635 {
7636         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7637                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7638 }
7639
7640 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7641  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7642  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7643  */
7644 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7645         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7646         int pos, isl_int *opt)
7647 {
7648         isl_space *dims;
7649         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7650         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7651         struct isl_ctx *ctx;
7652         struct isl_vec *obj;
7653         unsigned total;
7654         unsigned nparam;
7655         unsigned dim1, dim2;
7656         enum isl_lp_result res;
7657
7658         if (!bset1 || !bset2)
7659                 return isl_lp_error;
7660
7661         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7662         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7663         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7664         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7665         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7666         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7667         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7668         if (!bmap1 || !bmap2)
7669                 goto error;
7670         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7671         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7672                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7673                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7674         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7675         if (!bmap1)
7676                 goto error;
7677         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7678         ctx = bmap1->ctx;
7679         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7680         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7681         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7682         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7683         if (!obj)
7684                 goto error;
7685         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7686                                         opt, NULL, NULL);
7687         isl_basic_map_free(bmap1);
7688         isl_vec_free(obj);
7689         return res;
7690 error:
7691         isl_basic_map_free(bmap1);
7692         isl_basic_map_free(bmap2);
7693         return isl_lp_error;
7694 }
7695
7696 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7697  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7698  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7699  * smaller or larger than those in bset2.
7700  *
7701  * Returns
7702  *       1 if bset1 follows bset2
7703  *      -1 if bset1 precedes bset2
7704  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7705  *      -2 if some error occurred.
7706  */
7707 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7708         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7709 {
7710         isl_int opt;
7711         enum isl_lp_result res;
7712         int cmp;
7713
7714         isl_int_init(opt);
7715
7716         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7717
7718         if (res == isl_lp_empty)
7719                 cmp = 0;
7720         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7721                   res == isl_lp_unbounded)
7722                 cmp = 1;
7723         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7724                 cmp = -1;
7725         else
7726                 cmp = -2;
7727
7728         isl_int_clear(opt);
7729         return cmp;
7730 }
7731
7732 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7733  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7734  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7735  * than a value of the same dimension in bset2.
7736  *
7737  * Return
7738  *       1 if there exists such a pair
7739  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7740  *      -1 otherwise
7741  *      -2 if some error occurred.
7742  */
7743 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7744         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7745 {
7746         isl_int opt;
7747         enum isl_lp_result res;
7748         int cmp;
7749
7750         isl_int_init(opt);
7751
7752         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7753
7754         if (res == isl_lp_empty)
7755                 cmp = -1;
7756         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7757                   res == isl_lp_unbounded)
7758                 cmp = 1;
7759         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7760                 cmp = -1;
7761         else if (res == isl_lp_ok)
7762                 cmp = 0;
7763         else
7764                 cmp = -2;
7765
7766         isl_int_clear(opt);
7767         return cmp;
7768 }
7769
7770 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7771  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7772  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7773  * than a value of the same dimension in set2.
7774  *
7775  * Return
7776  *       1 if there exists such a pair
7777  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7778  *      -1 otherwise
7779  *      -2 if some error occurred.
7780  */
7781 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7782         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7783 {
7784         int i, j;
7785         int follows = -1;
7786
7787         if (!set1 || !set2)
7788                 return -2;
7789
7790         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7791                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7792                         int f;
7793                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7794                         if (f == 1 || f == -2)
7795                                 return f;
7796                         if (f > follows)
7797                                 follows = f;
7798                 }
7799
7800         return follows;
7801 }
7802
7803 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7804         unsigned pos, isl_int *val)
7805 {
7806         int i;
7807         int d;
7808         unsigned total;
7809
7810         if (!bmap)
7811                 return -1;
7812         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7813         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7814                 for (; d+1 > pos; --d)
7815                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7816                                 break;
7817                 if (d != pos)
7818                         continue;
7819                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7820                         return 0;
7821                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7822                         return 0;
7823                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7824                         return 0;
7825                 if (val)
7826                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7827                 return 1;
7828         }
7829         return 0;
7830 }
7831
7832 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7833         unsigned pos, isl_int *val)
7834 {
7835         int i;
7836         isl_int v;
7837         isl_int tmp;
7838         int fixed;
7839
7840         if (!map)
7841                 return -1;
7842         if (map->n == 0)
7843                 return 0;
7844         if (map->n == 1)
7845                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7846         isl_int_init(v);
7847         isl_int_init(tmp);
7848         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7849         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7850                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7851                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7852                         fixed = 0;
7853         }
7854         if (val)
7855                 isl_int_set(*val, v);
7856         isl_int_clear(tmp);
7857         isl_int_clear(v);
7858         return fixed;
7859 }
7860
7861 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7862         unsigned pos, isl_int *val)
7863 {
7864         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7865                                                 pos, val);
7866 }
7867
7868 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7869         isl_int *val)
7870 {
7871         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7872 }
7873
7874 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7875         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7876 {
7877         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7878                 return -1;
7879         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7880                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7881 }
7882
7883 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7884         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7885 {
7886         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7887                 return -1;
7888         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7889                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7890 }
7891
7892 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7893         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7894 {
7895         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7896 }
7897
7898 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7899         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7900 {
7901         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7902 }
7903
7904 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7905  * then return this fixed value in *val.
7906  */
7907 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7908         unsigned dim, isl_int *val)
7909 {
7910         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7911                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7912 }
7913
7914 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7915  * then return this fixed value in *val.
7916  */
7917 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7918         unsigned dim, isl_int *val)
7919 {
7920         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7921 }
7922
7923 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7924         unsigned dim, isl_int *val)
7925 {
7926         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7927 }
7928
7929 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7930  * then return this fixed value in *val.
7931  */
7932 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7933         unsigned in, isl_int *val)
7934 {
7935         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7936 }
7937
7938 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7939  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7940  */
7941 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7942         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7943 {
7944         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7945         isl_int *c;
7946         unsigned total;
7947         unsigned nparam;
7948
7949         if (!bset)
7950                 return -1;
7951         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7952         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7953         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7954                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7955                         continue;
7956                 if (i_eq != -1)
7957                         return 0;
7958                 i_eq = i;
7959         }
7960         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7961                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7962                         continue;
7963                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7964                         return 0;
7965                 i_ineq = i;
7966         }
7967         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7968                 return 0;
7969         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7970         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7971         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7972                 return 0;
7973         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7974                 return 0;
7975         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7976                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7977                 return 0;
7978         if (val)
7979                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7980         return 1;
7981 }
7982
7983 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7984         unsigned dim, isl_int *val)
7985 {
7986         int i;
7987         isl_int v;
7988         isl_int tmp;
7989         int fixed;
7990
7991         if (!set)
7992                 return -1;
7993         if (set->n == 0)
7994                 return 0;
7995         if (set->n == 1)
7996                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7997                                                                 dim, val);
7998         isl_int_init(v);
7999         isl_int_init(tmp);
8000         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8001                                                                 dim, &v);
8002         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8003                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8004                                                                 dim, &tmp);
8005                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8006                         fixed = 0;
8007         }
8008         if (val)
8009                 isl_int_set(*val, v);
8010         isl_int_clear(tmp);
8011         isl_int_clear(v);
8012         return fixed;
8013 }
8014
8015 struct constraint {
8016         unsigned        size;
8017         isl_int         *c;
8018 };
8019
8020 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8021  * variables sorting first.
8022  */
8023 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8024 {
8025         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8026         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8027         int l1, l2;
8028         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8029
8030         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8031         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8032
8033         if (l1 != l2)
8034                 return l1 - l2;
8035
8036         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8037 }
8038
8039 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8040         struct isl_basic_map *bmap)
8041 {
8042         int i;
8043         struct constraint *c;
8044         unsigned total;
8045
8046         if (!bmap)
8047                 return NULL;
8048         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8049         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8050         if (!c)
8051                 goto error;
8052         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8053                 c[i].size = total;
8054                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8055         }
8056         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8057         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8058                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8059         free(c);
8060         return bmap;
8061 error:
8062         isl_basic_map_free(bmap);
8063         return NULL;
8064 }
8065
8066 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8067         __isl_take isl_basic_set *bset)
8068 {
8069         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8070                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8071 }
8072
8073 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8074 {
8075         if (!bmap)
8076                 return NULL;
8077         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8078                 return bmap;
8079         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8080         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8081         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8082         return bmap;
8083 }
8084
8085 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8086 {
8087         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8088                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8089 }
8090
8091 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8092         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8093 {
8094         int i, cmp;
8095         unsigned total;
8096
8097         if (bmap1 == bmap2)
8098                 return 0;
8099         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8100             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8101                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8102         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8103                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8104         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8105                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8106         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8107                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8108         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8109             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8110                 return 0;
8111         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8112                 return 1;
8113         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8114                 return -1;
8115         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8116                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8117         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8118                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8119         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8120                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8121         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8122         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8123                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8124                 if (cmp)
8125                         return cmp;
8126         }
8127         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8128                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8129                 if (cmp)
8130                         return cmp;
8131         }
8132         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8133                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8134                 if (cmp)
8135                         return cmp;
8136         }
8137         return 0;
8138 }
8139
8140 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8141         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8142 {
8143         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8144 }
8145
8146 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
8147         const __isl_keep isl_set *set2)
8148 {
8149         int i, cmp;
8150
8151         if (set1 == set2)
8152                 return 0;
8153         if (set1->n != set2->n)
8154                 return set1->n - set2->n;
8155
8156         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8157                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8158                 if (cmp)
8159                         return cmp;
8160         }
8161
8162         return 0;
8163 }
8164
8165 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8166         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8167 {
8168         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8169 }
8170
8171 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8172         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8173 {
8174         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8175                                             (isl_basic_map *)bset2);
8176 }
8177
8178 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8179 {
8180         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8181         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8182
8183         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8184 }
8185
8186 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8187  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8188  * meaning of any possible other copies of map.
8189  */
8190 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8191 {
8192         int i, j;
8193         struct isl_basic_map *bmap;
8194
8195         if (!map)
8196                 return NULL;
8197         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8198                 return map;
8199         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8200                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8201                 if (!bmap)
8202                         goto error;
8203                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8204                 map->p[i] = bmap;
8205         }
8206         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8207         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8208         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8209         if (!map)
8210                 return NULL;
8211         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8212                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8213                         continue;
8214                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8215                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8216                         map->p[j-1] = map->p[j];
8217                 map->n--;
8218         }
8219         return map;
8220 error:
8221         isl_map_free(map);
8222         return NULL;
8223
8224 }
8225
8226 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8227 {
8228         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8229 }
8230
8231 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8232 {
8233         int i;
8234         int equal;
8235
8236         if (!map1 || !map2)
8237                 return -1;
8238
8239         if (map1 == map2)
8240                 return 1;
8241         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8242                 return 0;
8243
8244         map1 = isl_map_copy(map1);
8245         map2 = isl_map_copy(map2);
8246         map1 = isl_map_normalize(map1);
8247         map2 = isl_map_normalize(map2);
8248         if (!map1 || !map2)
8249                 goto error;
8250         equal = map1->n == map2->n;
8251         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8252                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8253                 if (equal < 0)
8254                         goto error;
8255         }
8256         isl_map_free(map1);
8257         isl_map_free(map2);
8258         return equal;
8259 error:
8260         isl_map_free(map1);
8261         isl_map_free(map2);
8262         return -1;
8263 }
8264
8265 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8266 {
8267         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8268 }
8269
8270 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8271 {
8272         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8273                                                 (struct isl_map *)set2);
8274 }
8275
8276 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8277 {
8278         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8279 }
8280
8281 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8282  */
8283 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8284         isl_int min, isl_int max)
8285 {
8286         int k;
8287         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8288
8289         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8290         if (!bset)
8291                 goto error;
8292
8293         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8294         if (k < 0)
8295                 goto error;
8296         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8297         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8298
8299         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8300         if (k < 0)
8301                 goto error;
8302         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8303         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8304
8305         return bset;
8306 error:
8307         isl_basic_set_free(bset);
8308         return NULL;
8309 }
8310
8311 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8312  */
8313 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8314         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8315 {
8316         int i;
8317         unsigned dim;
8318         unsigned nparam;
8319         unsigned extra;
8320         unsigned n_eq;
8321         unsigned n_ineq;
8322         struct isl_basic_set *product = NULL;
8323
8324         if (!list)
8325                 goto error;
8326         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8327         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8328         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8329         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8330         extra = list->p[0]->n_div;
8331         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8332         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8333         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8334                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8335                 isl_assert(list->ctx,
8336                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8337                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8338                 extra += list->p[i]->n_div;
8339                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8340                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8341         }
8342         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8343                                         n_eq, n_ineq);
8344         if (!product)
8345                 goto error;
8346         dim = 0;
8347         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8348                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8349                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8350                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8351         }
8352         isl_basic_set_list_free(list);
8353         return product;
8354 error:
8355         isl_basic_set_free(product);
8356         isl_basic_set_list_free(list);
8357         return NULL;
8358 }
8359
8360 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8361                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8362 {
8363         isl_space *dim_result = NULL;
8364         struct isl_basic_map *bmap;
8365         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8366         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8367
8368         if (!bmap1 || !bmap2)
8369                 goto error;
8370
8371         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8372                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8373         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8374                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8375
8376         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8377         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8378         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8379         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8380         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8381
8382         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8383         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8384         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8385         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8386         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8387         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8388         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8389         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8390         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8391         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8392         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8393
8394         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8395                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8396                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8397                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8398         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8399         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8400         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8401         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8402 error:
8403         isl_basic_map_free(bmap1);
8404         isl_basic_map_free(bmap2);
8405         return NULL;
8406 }
8407
8408 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8409         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8410 {
8411         isl_basic_map *prod;
8412
8413         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8414         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8415         return prod;
8416 }
8417
8418 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8419         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8420 {
8421         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8422 }
8423
8424 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8425         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8426 {
8427         isl_space *space_result = NULL;
8428         isl_basic_map *bmap;
8429         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8430         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8431
8432         if (!bmap1 || !bmap2)
8433                 goto error;
8434
8435         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8436                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8437
8438         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8439         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8440         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8441         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8442
8443         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8444         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8445         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8446         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8447         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8448         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8449         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8450         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8451         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8452         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8453         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8454
8455         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8456                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8457                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8458                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8459         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8460         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8461         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8462         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8463 error:
8464         isl_basic_map_free(bmap1);
8465         isl_basic_map_free(bmap2);
8466         return NULL;
8467 }
8468
8469 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8470         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8471 {
8472         isl_space *dim_result = NULL;
8473         isl_basic_map *bmap;
8474         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8475         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8476
8477         if (!bmap1 || !bmap2)
8478                 goto error;
8479
8480         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8481                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8482                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8483                         "parameters don't match", goto error);
8484
8485         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8486                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8487
8488         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8489         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8490         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8491         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8492
8493         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8494         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8495         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8496         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8497         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8498         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8499         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8500         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8501         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8502         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8503         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8504
8505         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8506                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8507                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8508                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8509         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8510         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8511         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8512         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8513 error:
8514         isl_basic_map_free(bmap1);
8515         isl_basic_map_free(bmap2);
8516         return NULL;
8517 }
8518
8519 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8520         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8521 {
8522         isl_basic_map *prod;
8523
8524         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8525         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8526         return prod;
8527 }
8528
8529 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8530         __isl_take isl_map *map2,
8531         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8532                                            __isl_take isl_space *right),
8533         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8534                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8535 {
8536         unsigned flags = 0;
8537         struct isl_map *result;
8538         int i, j;
8539
8540         if (!map1 || !map2)
8541                 goto error;
8542
8543         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8544                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8545
8546         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8547             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8548                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8549
8550         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8551                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8552                                 map1->n * map2->n, flags);
8553         if (!result)
8554                 goto error;
8555         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8556                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8557                         struct isl_basic_map *part;
8558                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8559                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8560                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8561                                 isl_basic_map_free(part);
8562                         else
8563                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8564                         if (!result)
8565                                 goto error;
8566                 }
8567         isl_map_free(map1);
8568         isl_map_free(map2);
8569         return result;
8570 error:
8571         isl_map_free(map1);
8572         isl_map_free(map2);
8573         return NULL;
8574 }
8575
8576 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8577  */
8578 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8579         __isl_take isl_map *map2)
8580 {
8581         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8582 }
8583
8584 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8585         __isl_take isl_map *map2)
8586 {
8587         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8588 }
8589
8590 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8591  */
8592 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8593         __isl_take isl_map *map2)
8594 {
8595         isl_map *prod;
8596
8597         prod = isl_map_product(map1, map2);
8598         prod = isl_map_flatten(prod);
8599         return prod;
8600 }
8601
8602 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8603  */
8604 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8605 {
8606         return isl_map_range_product(set1, set2);
8607 }
8608
8609 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8610         __isl_take isl_set *set2)
8611 {
8612         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8613 }
8614
8615 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8616  */
8617 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8618         __isl_take isl_map *map2)
8619 {
8620         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8621                                 &isl_basic_map_domain_product);
8622 }
8623
8624 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8625  */
8626 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8627         __isl_take isl_map *map2)
8628 {
8629         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8630                                 &isl_basic_map_range_product);
8631 }
8632
8633 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8634         __isl_take isl_map *map2)
8635 {
8636         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8637                                                 &map_domain_product_aligned);
8638 }
8639
8640 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8641         __isl_take isl_map *map2)
8642 {
8643         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8644                                                 &map_range_product_aligned);
8645 }
8646
8647 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8648  */
8649 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8650         __isl_take isl_map *map2)
8651 {
8652         isl_map *prod;
8653
8654         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8655         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8656         return prod;
8657 }
8658
8659 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8660  */
8661 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8662         __isl_take isl_map *map2)
8663 {
8664         isl_map *prod;
8665
8666         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8667         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8668         return prod;
8669 }
8670
8671 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8672 {
8673         int i;
8674         uint32_t hash = isl_hash_init();
8675         unsigned total;
8676
8677         if (!bmap)
8678                 return 0;
8679         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8680         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8681         if (!bmap)
8682                 return 0;
8683         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8684         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8685         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8686                 uint32_t c_hash;
8687                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8688                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8689         }
8690         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8691         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8692                 uint32_t c_hash;
8693                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8694                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8695         }
8696         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8697         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8698                 uint32_t c_hash;
8699                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8700                         continue;
8701                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8702                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8703                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8704         }
8705         isl_basic_map_free(bmap);
8706         return hash;
8707 }
8708
8709 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8710 {
8711         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8712 }
8713
8714 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8715 {
8716         int i;
8717         uint32_t hash;
8718
8719         if (!map)
8720                 return 0;
8721         map = isl_map_copy(map);
8722         map = isl_map_normalize(map);
8723         if (!map)
8724                 return 0;
8725
8726         hash = isl_hash_init();
8727         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8728                 uint32_t bmap_hash;
8729                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8730                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8731         }
8732                 
8733         isl_map_free(map);
8734
8735         return hash;
8736 }
8737
8738 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8739 {
8740         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8741 }
8742
8743 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8744  * by the values of the other parameters and variables.
8745  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8746  */
8747 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8748 {
8749         int i;
8750         unsigned nparam;
8751
8752         if (!bset)
8753                 return -1;
8754         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8755         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8756                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8757                         return 1;
8758         return 0;
8759 }
8760
8761 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8762  * by the values of the other parameters and variables.
8763  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8764  * for each of the subsets.
8765  */
8766 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8767 {
8768         int i;
8769
8770         if (!set)
8771                 return -1;
8772         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8773                 int unique;
8774                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8775                 if (unique != 1)
8776                         return unique;
8777         }
8778         return 1;
8779 }
8780
8781 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8782 {
8783         return set ? set->n : 0;
8784 }
8785
8786 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8787         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8788 {
8789         int i;
8790
8791         if (!map)
8792                 return -1;
8793
8794         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8795                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8796                         return -1;
8797
8798         return 0;
8799 }
8800
8801 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8802         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8803 {
8804         int i;
8805
8806         if (!set)
8807                 return -1;
8808
8809         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8810                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8811                         return -1;
8812
8813         return 0;
8814 }
8815
8816 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8817 {
8818         isl_space *dim;
8819
8820         if (!bset)
8821                 return NULL;
8822
8823         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8824         if (!bset)
8825                 return NULL;
8826
8827         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8828         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8829         if (!dim)
8830                 goto error;
8831         isl_space_free(bset->dim);
8832         bset->dim = dim;
8833         bset->extra -= bset->n_div;
8834         bset->n_div = 0;
8835
8836         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8837
8838         return bset;
8839 error:
8840         isl_basic_set_free(bset);
8841         return NULL;
8842 }
8843
8844 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8845 {
8846         int i;
8847         isl_space *dim;
8848         unsigned n_div;
8849
8850         set = isl_set_align_divs(set);
8851
8852         if (!set)
8853                 return NULL;
8854
8855         set = isl_set_cow(set);
8856         if (!set)
8857                 return NULL;
8858
8859         n_div = set->p[0]->n_div;
8860         dim = isl_set_get_space(set);
8861         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8862         if (!dim)
8863                 goto error;
8864         isl_space_free(set->dim);
8865         set->dim = dim;
8866
8867         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8868                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8869                 if (!set->p[i])
8870                         goto error;
8871         }
8872
8873         return set;
8874 error:
8875         isl_set_free(set);
8876         return NULL;
8877 }
8878
8879 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8880 {
8881         isl_space *dim;
8882         struct isl_basic_map *bmap;
8883         unsigned n_set;
8884         unsigned n_div;
8885         unsigned n_param;
8886         unsigned total;
8887         int i, k, l;
8888
8889         set = isl_set_align_divs(set);
8890
8891         if (!set)
8892                 return NULL;
8893
8894         dim = isl_set_get_space(set);
8895         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8896                 isl_set_free(set);
8897                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8898         }
8899
8900         n_div = set->p[0]->n_div;
8901         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8902         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8903         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8904         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8905         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8906         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8907                 bmap = var_equal(bmap, i);
8908
8909         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8910         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8911                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8912                 if (k < 0)
8913                         goto error;
8914                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8915                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8916                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8917                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8918                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8919                             set->p[0]->div[i][0]);
8920
8921                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8922                 if (l < 0)
8923                         goto error;
8924                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8925                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8926                             set->p[0]->div[i][0]);
8927                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8928         }
8929
8930         isl_set_free(set);
8931         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8932         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8933         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8934 error:
8935         isl_set_free(set);
8936         isl_basic_map_free(bmap);
8937         return NULL;
8938 }
8939
8940 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8941 {
8942         unsigned dim;
8943         int size = 0;
8944
8945         if (!bset)
8946                 return -1;
8947
8948         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8949         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8950         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8951         size += bset->n_div * (2 + dim);
8952
8953         return size;
8954 }
8955
8956 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8957 {
8958         int i;
8959         int size = 0;
8960
8961         if (!set)
8962                 return -1;
8963
8964         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8965                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8966
8967         return size;
8968 }
8969
8970 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8971  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8972  */
8973 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8974         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8975 {
8976         int i;
8977
8978         if (!bmap)
8979                 return -1;
8980
8981         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8982
8983         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8984
8985         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8986                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8987                         continue;
8988                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8989                         return 1;
8990         }
8991
8992         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8993                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8994                         return 1;
8995
8996         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8997                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8998                 if (sgn > 0)
8999                         lower = 1;
9000                 if (sgn < 0)
9001                         upper = 1;
9002         }
9003
9004         return lower && upper;
9005 }
9006
9007 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9008         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9009 {
9010         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9011 }
9012
9013 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9014         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9015 {
9016         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9017 }
9018
9019 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9020         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9021 {
9022         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9023 }
9024
9025 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9026         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9027 {
9028         int i;
9029
9030         if (!map)
9031                 return -1;
9032
9033         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9034                 int bounded;
9035                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9036                 if (bounded < 0 || !bounded)
9037                         return bounded;
9038         }
9039
9040         return 1;
9041 }
9042
9043 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9044  * and a lower bound.
9045  */
9046 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9047         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9048 {
9049         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9050 }
9051
9052 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9053         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9054         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9055                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9056 {
9057         int i;
9058
9059         if (!map)
9060                 return -1;
9061
9062         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9063                 int bounded;
9064                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9065                 if (bounded < 0 || bounded)
9066                         return bounded;
9067         }
9068
9069         return 0;
9070 }
9071
9072 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9073  */
9074 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9075         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9076 {
9077         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9078 }
9079
9080 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9081  */
9082 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9083         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9084 {
9085         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9086 }
9087
9088 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9089  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9090  * elements of the array "signs".
9091  * Sign
9092  *      1 means that the variable is non-negative
9093  *      -1 means that the variable is non-positive
9094  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9095  */
9096 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9097         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9098 {
9099         isl_vec *bound = NULL;
9100         struct isl_tab *tab = NULL;
9101         struct isl_tab_undo *snap;
9102         int i;
9103
9104         if (!bset || !signs)
9105                 return -1;
9106
9107         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9108         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9109         if (!bound || !tab)
9110                 goto error;
9111
9112         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9113         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9114
9115         snap = isl_tab_snap(tab);
9116         for (i = 0; i < n; ++i) {
9117                 int empty;
9118
9119                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9120                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9121                         goto error;
9122                 empty = tab->empty;
9123                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9124                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9125                         goto error;
9126
9127                 if (empty) {
9128                         signs[i] = 1;
9129                         continue;
9130                 }
9131
9132                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9133                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9134                         goto error;
9135                 empty = tab->empty;
9136                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9137                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9138                         goto error;
9139
9140                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9141         }
9142
9143         isl_tab_free(tab);
9144         isl_vec_free(bound);
9145         return 0;
9146 error:
9147         isl_tab_free(tab);
9148         isl_vec_free(bound);
9149         return -1;
9150 }
9151
9152 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9153         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9154 {
9155         if (!bset || !signs)
9156                 return -1;
9157         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9158                 return -1);
9159
9160         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9161         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9162 }
9163
9164 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9165  * In particular, for each output dimension, check that there is
9166  * an equality that defines the output dimension in terms of
9167  * earlier dimensions.
9168  */
9169 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9170 {
9171         int i, j;
9172         unsigned total;
9173         unsigned n_out;
9174         unsigned o_out;
9175
9176         if (!bmap)
9177                 return -1;
9178
9179         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9180         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9181         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9182
9183         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9184                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9185                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9186                                 continue;
9187                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9188                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9189                                 break;
9190                 }
9191                 if (j >= bmap->n_eq)
9192                         return 0;
9193         }
9194
9195         return 1;
9196 }
9197
9198 /* Check if the given basic map is single-valued.
9199  * We simply compute
9200  *
9201  *      M \circ M^-1
9202  *
9203  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9204  */
9205 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9206 {
9207         isl_space *space;
9208         isl_basic_map *test;
9209         isl_basic_map *id;
9210         int sv;
9211
9212         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9213         if (sv < 0 || sv)
9214                 return sv;
9215
9216         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9217         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9218
9219         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9220         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9221         id = isl_basic_map_identity(space);
9222
9223         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9224
9225         isl_basic_map_free(test);
9226         isl_basic_map_free(id);
9227
9228         return sv;
9229 }
9230
9231 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9232  */
9233 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9234 {
9235         if (!map)
9236                 return -1;
9237         if (map->n == 0)
9238                 return 1;
9239         if (map->n >= 2)
9240                 return 0;
9241
9242         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9243 }
9244
9245 /* Check if the given map is single-valued.
9246  * We simply compute
9247  *
9248  *      M \circ M^-1
9249  *
9250  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9251  */
9252 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9253 {
9254         isl_space *dim;
9255         isl_map *test;
9256         isl_map *id;
9257         int sv;
9258
9259         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9260         if (sv < 0 || sv)
9261                 return sv;
9262
9263         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9264         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9265
9266         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9267         id = isl_map_identity(dim);
9268
9269         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9270
9271         isl_map_free(test);
9272         isl_map_free(id);
9273
9274         return sv;
9275 }
9276
9277 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9278 {
9279         int in;
9280
9281         map = isl_map_copy(map);
9282         map = isl_map_reverse(map);
9283         in = isl_map_is_single_valued(map);
9284         isl_map_free(map);
9285
9286         return in;
9287 }
9288
9289 /* Check if the given map is obviously injective.
9290  */
9291 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9292 {
9293         int in;
9294
9295         map = isl_map_copy(map);
9296         map = isl_map_reverse(map);
9297         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9298         isl_map_free(map);
9299
9300         return in;
9301 }
9302
9303 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9304 {
9305         int sv;
9306
9307         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9308         if (sv < 0 || !sv)
9309                 return sv;
9310
9311         return isl_map_is_injective(map);
9312 }
9313
9314 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9315 {
9316         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9317 }
9318
9319 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9320 {
9321         int ok;
9322         isl_set *delta;
9323
9324         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9325         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9326         isl_set_free(delta);
9327
9328         return ok;
9329 }
9330
9331 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9332 {
9333         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9334                 return 0;
9335         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9336                 return 0;
9337         return 1;
9338 }
9339
9340 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9341 {
9342         int i, j;
9343         unsigned nvar;
9344         unsigned ovar;
9345
9346         if (!bset)
9347                 return -1;
9348
9349         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9350                 return 0;
9351
9352         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9353         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9354         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9355                 int lower = 0, upper = 0;
9356                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9357                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9358                                 continue;
9359                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9360                                 return 0;
9361                         break;
9362                 }
9363                 if (i < bset->n_eq)
9364                         continue;
9365                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9366                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9367                                 continue;
9368                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9369                                 return 0;
9370                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9371                                 lower = 1;
9372                         else
9373                                 upper = 1;
9374                 }
9375                 if (!lower || !upper)
9376                         return 0;
9377         }
9378
9379         return 1;
9380 }
9381
9382 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9383 {
9384         if (!set)
9385                 return -1;
9386         if (set->n != 1)
9387                 return 0;
9388
9389         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9390 }
9391
9392 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9393 {
9394         if (!bset)
9395                 return -1;
9396         
9397         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9398 }
9399
9400 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9401 {
9402         if (!set)
9403                 return -1;
9404         
9405         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9406 }
9407
9408 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9409 {
9410         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9411         if (!bmap)
9412                 return NULL;
9413
9414         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9415         if (!bmap->dim)
9416                 goto error;
9417
9418         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9419
9420         return (isl_basic_set *)bmap;
9421 error:
9422         isl_basic_map_free(bmap);
9423         return NULL;
9424 }
9425
9426 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9427 {
9428         int i;
9429
9430         map = isl_map_cow(map);
9431         if (!map)
9432                 return NULL;
9433
9434         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9435                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9436                 if (!map->p[i])
9437                         goto error;
9438         }
9439         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9440         if (!map->dim)
9441                 goto error;
9442
9443         return (isl_set *)map;
9444 error:
9445         isl_map_free(map);
9446         return NULL;
9447 }
9448
9449 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9450 {
9451         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9452         if (!bset)
9453                 return NULL;
9454
9455         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9456         if (!bset->dim)
9457                 goto error;
9458
9459         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9460
9461         return (isl_basic_map *)bset;
9462 error:
9463         isl_basic_set_free(bset);
9464         return NULL;
9465 }
9466
9467 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9468 {
9469         int i;
9470
9471         if (!set)
9472                 return NULL;
9473
9474         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9475                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9476                         goto error);
9477
9478         set = isl_set_cow(set);
9479         if (!set)
9480                 return NULL;
9481
9482         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9483                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9484                 if (!set->p[i])
9485                         goto error;
9486         }
9487
9488         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9489         if (!set->dim)
9490                 goto error;
9491
9492         return (isl_map *)set;
9493 error:
9494         isl_set_free(set);
9495         return NULL;
9496 }
9497
9498 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9499         enum isl_dim_type type)
9500 {
9501         if (!bmap)
9502                 return NULL;
9503
9504         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9505                 return bmap;
9506
9507         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9508         if (!bmap)
9509                 return NULL;
9510
9511         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9512         if (!bmap->dim)
9513                 goto error;
9514
9515         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9516
9517         return bmap;
9518 error:
9519         isl_basic_map_free(bmap);
9520         return NULL;
9521 }
9522
9523 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9524         enum isl_dim_type type)
9525 {
9526         int i;
9527
9528         if (!map)
9529                 return NULL;
9530
9531         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9532                 return map;
9533
9534         map = isl_map_cow(map);
9535         if (!map)
9536                 return NULL;
9537
9538         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9539                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9540                 if (!map->p[i])
9541                         goto error;
9542         }
9543         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9544         if (!map->dim)
9545                 goto error;
9546
9547         return map;
9548 error:
9549         isl_map_free(map);
9550         return NULL;
9551 }
9552
9553 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9554 {
9555         if (!bmap)
9556                 return NULL;
9557
9558         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9559                 return bmap;
9560
9561         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9562         if (!bmap)
9563                 return NULL;
9564
9565         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9566         if (!bmap->dim)
9567                 goto error;
9568
9569         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9570
9571         return bmap;
9572 error:
9573         isl_basic_map_free(bmap);
9574         return NULL;
9575 }
9576
9577 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9578 {
9579         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9580 }
9581
9582 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9583         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9584 {
9585         if (!bmap)
9586                 return NULL;
9587
9588         if (!bmap->dim->nested[0])
9589                 return bmap;
9590
9591         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9592         if (!bmap)
9593                 return NULL;
9594
9595         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9596         if (!bmap->dim)
9597                 goto error;
9598
9599         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9600
9601         return bmap;
9602 error:
9603         isl_basic_map_free(bmap);
9604         return NULL;
9605 }
9606
9607 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9608         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9609 {
9610         if (!bmap)
9611                 return NULL;
9612
9613         if (!bmap->dim->nested[1])
9614                 return bmap;
9615
9616         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9617         if (!bmap)
9618                 return NULL;
9619
9620         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9621         if (!bmap->dim)
9622                 goto error;
9623
9624         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9625
9626         return bmap;
9627 error:
9628         isl_basic_map_free(bmap);
9629         return NULL;
9630 }
9631
9632 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9633 {
9634         int i;
9635
9636         if (!map)
9637                 return NULL;
9638
9639         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9640                 return map;
9641
9642         map = isl_map_cow(map);
9643         if (!map)
9644                 return NULL;
9645
9646         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9647                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9648                 if (!map->p[i])
9649                         goto error;
9650         }
9651         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9652         if (!map->dim)
9653                 goto error;
9654
9655         return map;
9656 error:
9657         isl_map_free(map);
9658         return NULL;
9659 }
9660
9661 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9662 {
9663         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9664 }
9665
9666 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9667 {
9668         isl_space *dim, *flat_dim;
9669         isl_map *map;
9670
9671         dim = isl_set_get_space(set);
9672         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9673         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9674         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9675
9676         return map;
9677 }
9678
9679 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9680 {
9681         int i;
9682
9683         if (!map)
9684                 return NULL;
9685
9686         if (!map->dim->nested[0])
9687                 return map;
9688
9689         map = isl_map_cow(map);
9690         if (!map)
9691                 return NULL;
9692
9693         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9694                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9695                 if (!map->p[i])
9696                         goto error;
9697         }
9698         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9699         if (!map->dim)
9700                 goto error;
9701
9702         return map;
9703 error:
9704         isl_map_free(map);
9705         return NULL;
9706 }
9707
9708 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9709 {
9710         int i;
9711
9712         if (!map)
9713                 return NULL;
9714
9715         if (!map->dim->nested[1])
9716                 return map;
9717
9718         map = isl_map_cow(map);
9719         if (!map)
9720                 return NULL;
9721
9722         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9723                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9724                 if (!map->p[i])
9725                         goto error;
9726         }
9727         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9728         if (!map->dim)
9729                 goto error;
9730
9731         return map;
9732 error:
9733         isl_map_free(map);
9734         return NULL;
9735 }
9736
9737 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9738  * and set the dimension specification to "dim".
9739  */
9740 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9741         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9742 {
9743         isl_basic_map *res;
9744         unsigned flags;
9745
9746         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9747         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9748                 goto error;
9749
9750         flags = bmap->flags;
9751         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9752         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9753         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9754         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9755                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9756         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9757         if (res)
9758                 res->flags = flags;
9759         res = isl_basic_map_finalize(res);
9760         return res;
9761 error:
9762         free(dim_map);
9763         isl_basic_map_free(bmap);
9764         isl_space_free(dim);
9765         return NULL;
9766 }
9767
9768 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9769  */
9770 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9771         __isl_take isl_reordering *r)
9772 {
9773         int i;
9774         struct isl_dim_map *dim_map;
9775
9776         map = isl_map_cow(map);
9777         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9778         if (!map || !r || !dim_map)
9779                 goto error;
9780
9781         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9782                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9783
9784                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9785
9786                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9787                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9788
9789                 if (!map->p[i])
9790                         goto error;
9791         }
9792
9793         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9794
9795         isl_reordering_free(r);
9796         free(dim_map);
9797         return map;
9798 error:
9799         free(dim_map);
9800         isl_map_free(map);
9801         isl_reordering_free(r);
9802         return NULL;
9803 }
9804
9805 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9806         __isl_take isl_reordering *r)
9807 {
9808         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9809 }
9810
9811 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9812         __isl_take isl_space *model)
9813 {
9814         isl_ctx *ctx;
9815
9816         if (!map || !model)
9817                 goto error;
9818
9819         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9820         if (!isl_space_has_named_params(model))
9821                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9822                         "model has unnamed parameters", goto error);
9823         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9824                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9825                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9826         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9827                 isl_reordering *exp;
9828
9829                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9830                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9831                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9832                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9833                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9834                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9835                 map = isl_map_realign(map, exp);
9836         }
9837
9838         isl_space_free(model);
9839         return map;
9840 error:
9841         isl_space_free(model);
9842         isl_map_free(map);
9843         return NULL;
9844 }
9845
9846 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9847         __isl_take isl_space *model)
9848 {
9849         return isl_map_align_params(set, model);
9850 }
9851
9852 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
9853  * additional parameters if needed.
9854  */
9855 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
9856         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
9857 {
9858         isl_ctx *ctx;
9859
9860         if (!bmap || !model)
9861                 goto error;
9862
9863         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9864         if (!isl_space_has_named_params(model))
9865                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9866                         "model has unnamed parameters", goto error);
9867         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
9868                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9869                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9870         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9871                 isl_reordering *exp;
9872                 struct isl_dim_map *dim_map;
9873
9874                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9875                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9876                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9877                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9878                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
9879                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
9880                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
9881                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
9882                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
9883                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
9884                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
9885                 isl_reordering_free(exp);
9886                 free(dim_map);
9887         }
9888
9889         isl_space_free(model);
9890         return bmap;
9891 error:
9892         isl_space_free(model);
9893         isl_basic_map_free(bmap);
9894         return NULL;
9895 }
9896
9897 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
9898  * additional parameters if needed.
9899  */
9900 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
9901         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
9902 {
9903         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
9904 }
9905
9906 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9907                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9908                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9909                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9910 {
9911         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9912         struct isl_mat *mat;
9913         int i, j, k;
9914         int pos;
9915
9916         if (!bmap)
9917                 return NULL;
9918         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9919                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9920         if (!mat)
9921                 return NULL;
9922         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9923                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9924                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9925                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9926                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9927                                             bmap->eq[i][off + k]);
9928                                 ++pos;
9929                         }
9930                 }
9931
9932         return mat;
9933 }
9934
9935 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9936                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9937                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9938                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9939 {
9940         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9941         struct isl_mat *mat;
9942         int i, j, k;
9943         int pos;
9944
9945         if (!bmap)
9946                 return NULL;
9947         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9948                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9949         if (!mat)
9950                 return NULL;
9951         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9952                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9953                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9954                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9955                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9956                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9957                                 ++pos;
9958                         }
9959                 }
9960
9961         return mat;
9962 }
9963
9964 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9965         __isl_take isl_space *dim,
9966         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9967         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9968         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9969 {
9970         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9971         isl_basic_map *bmap;
9972         unsigned total;
9973         unsigned extra;
9974         int i, j, k, l;
9975         int pos;
9976
9977         if (!dim || !eq || !ineq)
9978                 goto error;
9979
9980         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9981                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9982                         "equalities and inequalities matrices should have "
9983                         "same number of columns", goto error);
9984
9985         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9986
9987         if (eq->n_col < total)
9988                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9989                         "number of columns too small", goto error);
9990
9991         extra = eq->n_col - total;
9992
9993         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9994                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9995         if (!bmap)
9996                 goto error;
9997         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9998                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9999                 if (k < 0)
10000                         goto error;
10001                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10002         }
10003         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10004                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10005                 if (l < 0)
10006                         goto error;
10007                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10008                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10009                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10010                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10011                                             eq->row[i][pos]);
10012                                 ++pos;
10013                         }
10014                 }
10015         }
10016         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10017                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10018                 if (l < 0)
10019                         goto error;
10020                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10021                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10022                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10023                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10024                                             ineq->row[i][pos]);
10025                                 ++pos;
10026                         }
10027                 }
10028         }
10029
10030         isl_space_free(dim);
10031         isl_mat_free(eq);
10032         isl_mat_free(ineq);
10033
10034         return bmap;
10035 error:
10036         isl_space_free(dim);
10037         isl_mat_free(eq);
10038         isl_mat_free(ineq);
10039         return NULL;
10040 }
10041
10042 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10043         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10044         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10045 {
10046         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10047                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10048 }
10049
10050 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10051         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10052         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10053 {
10054         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10055                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10056 }
10057
10058 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10059         __isl_take isl_space *dim,
10060         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10061         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10062 {
10063         return (isl_basic_set*)
10064             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10065                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10066 }
10067
10068 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10069 {
10070         if (!bmap)
10071                 return -1;
10072         
10073         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10074 }
10075
10076 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10077 {
10078         if (!map)
10079                 return -1;
10080         
10081         return isl_space_can_zip(map->dim);
10082 }
10083
10084 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10085  * (A -> C) -> (B -> D).
10086  */
10087 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10088 {
10089         unsigned pos;
10090         unsigned n1;
10091         unsigned n2;
10092
10093         if (!bmap)
10094                 return NULL;
10095
10096         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10097                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10098                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10099         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10100                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10101         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10102         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10103         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10104         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10105         if (!bmap)
10106                 return NULL;
10107         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10108         if (!bmap->dim)
10109                 goto error;
10110         return bmap;
10111 error:
10112         isl_basic_map_free(bmap);
10113         return NULL;
10114 }
10115
10116 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10117  * (A -> C) -> (B -> D).
10118  */
10119 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10120 {
10121         int i;
10122
10123         if (!map)
10124                 return NULL;
10125
10126         if (!isl_map_can_zip(map))
10127                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10128                         goto error);
10129
10130         map = isl_map_cow(map);
10131         if (!map)
10132                 return NULL;
10133
10134         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10135                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10136                 if (!map->p[i])
10137                         goto error;
10138         }
10139
10140         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10141         if (!map->dim)
10142                 goto error;
10143
10144         return map;
10145 error:
10146         isl_map_free(map);
10147         return NULL;
10148 }
10149
10150 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10151  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10152  */
10153 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10154 {
10155         if (!bmap)
10156                 return -1;
10157
10158         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10159 }
10160
10161 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10162  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10163  */
10164 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10165 {
10166         if (!map)
10167                 return -1;
10168
10169         return isl_space_can_curry(map->dim);
10170 }
10171
10172 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10173  * A -> (B -> C).
10174  */
10175 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10176 {
10177
10178         if (!bmap)
10179                 return NULL;
10180
10181         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10182                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10183                         "basic map cannot be curried", goto error);
10184         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10185         if (!bmap->dim)
10186                 goto error;
10187         return bmap;
10188 error:
10189         isl_basic_map_free(bmap);
10190         return NULL;
10191 }
10192
10193 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10194  * A -> (B -> C).
10195  */
10196 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10197 {
10198         int i;
10199
10200         if (!map)
10201                 return NULL;
10202
10203         if (!isl_map_can_curry(map))
10204                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10205                         goto error);
10206
10207         map = isl_map_cow(map);
10208         if (!map)
10209                 return NULL;
10210
10211         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10212                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10213                 if (!map->p[i])
10214                         goto error;
10215         }
10216
10217         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10218         if (!map->dim)
10219                 goto error;
10220
10221         return map;
10222 error:
10223         isl_map_free(map);
10224         return NULL;
10225 }
10226
10227 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10228  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10229  */
10230 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10231 {
10232         int k;
10233         int pos;
10234         isl_local_space *ls;
10235         isl_basic_map *bmap;
10236
10237         if (!aff)
10238                 return NULL;
10239
10240         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10241         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10242         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10243         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10244         if (k < 0)
10245                 goto error;
10246
10247         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10248         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10249         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10250         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10251                     aff->v->size - (pos + 1));
10252
10253         isl_aff_free(aff);
10254         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10255         return bmap;
10256 error:
10257         isl_aff_free(aff);
10258         isl_basic_map_free(bmap);
10259         return NULL;
10260 }
10261
10262 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10263  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10264  */
10265 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10266 {
10267         isl_basic_map *bmap;
10268
10269         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10270         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10271 }
10272
10273 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10274  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10275  * corresponding affine expression.
10276  */
10277 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10278         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10279 {
10280         int i;
10281         isl_space *space;
10282         isl_basic_map *bmap;
10283
10284         if (!maff)
10285                 return NULL;
10286
10287         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10288                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10289                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10290
10291         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10292         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10293
10294         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10295                 isl_aff *aff;
10296                 isl_basic_map *bmap_i;
10297
10298                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10299                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10300
10301                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10302         }
10303
10304         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10305
10306         isl_multi_aff_free(maff);
10307         return bmap;
10308 }
10309
10310 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10311  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10312  * corresponding affine expression.
10313  */
10314 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10315 {
10316         isl_basic_map *bmap;
10317
10318         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10319         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10320 }
10321
10322 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10323  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10324  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10325  * corresponding affine expression.
10326  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10327  * domain_dim.
10328  */
10329 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10330         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10331 {
10332         int i;
10333         isl_space *dim;
10334         isl_basic_map *bmap;
10335
10336         if (!list)
10337                 return NULL;
10338
10339         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10340         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10341
10342         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10343                 isl_aff *aff;
10344                 isl_basic_map *bmap_i;
10345
10346                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10347                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10348
10349                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10350         }
10351
10352         isl_aff_list_free(list);
10353         return bmap;
10354 }
10355
10356 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10357         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10358 {
10359         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10360 }
10361
10362 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10363  */
10364 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10365         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10366 {
10367         isl_basic_map *bmap = NULL;
10368         int i;
10369
10370         if (!space)
10371                 return NULL;
10372
10373         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10374                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10375                         "index out of bounds", goto error);
10376         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10377                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10378                         "index out of bounds", goto error);
10379
10380         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10381                 return isl_basic_map_universe(space);
10382
10383         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10384         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10385         if (i < 0)
10386                 goto error;
10387         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10388         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10389         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10390         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10391         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10392         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10393         isl_space_free(space);
10394         return bmap;
10395 error:
10396         isl_space_free(space);
10397         isl_basic_map_free(bmap);
10398         return NULL;
10399 }
10400
10401 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10402  */
10403 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10404         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10405 {
10406         isl_basic_map *eq;
10407
10408         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10409
10410         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10411
10412         return bmap;
10413 }
10414
10415 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10416  */
10417 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10418         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10419 {
10420         isl_basic_map *bmap;
10421
10422         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10423
10424         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10425
10426         return map;
10427 }
10428
10429 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10430  */
10431 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10432         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10433 {
10434         isl_basic_map *bmap = NULL;
10435         int i;
10436
10437         if (!map)
10438                 return NULL;
10439
10440         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10441                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10442                         "index out of bounds", goto error);
10443         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10444                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10445                         "index out of bounds", goto error);
10446
10447         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10448         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10449         if (i < 0)
10450                 goto error;
10451         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10452         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10453         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10454         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10455         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10456         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10457
10458         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10459
10460         return map;
10461 error:
10462         isl_basic_map_free(bmap);
10463         isl_map_free(map);
10464         return NULL;
10465 }
10466
10467 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10468  * greater than that of the second.
10469  */
10470 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10471         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10472 {
10473         isl_basic_map *bmap = NULL;
10474         int i;
10475
10476         if (!map)
10477                 return NULL;
10478
10479         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10480                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10481                         "index out of bounds", goto error);
10482         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10483                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10484                         "index out of bounds", goto error);
10485
10486         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10487                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10488                 isl_map_free(map);
10489                 return isl_map_empty(space);
10490         }
10491
10492         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10493         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10494         if (i < 0)
10495                 goto error;
10496         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10497         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10498         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10499         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10500         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10501         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10502         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10503
10504         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10505
10506         return map;
10507 error:
10508         isl_basic_map_free(bmap);
10509         isl_map_free(map);
10510         return NULL;
10511 }
10512
10513 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10514  * smaller than that of the second.
10515  */
10516 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10517         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10518 {
10519         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10520 }
10521
10522 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10523         int pos)
10524 {
10525         isl_aff *div;
10526         isl_local_space *ls;
10527
10528         if (!bmap)
10529                 return NULL;
10530
10531         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10532                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10533                         "some divs are unknown", return NULL);
10534
10535         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10536         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10537         isl_local_space_free(ls);
10538
10539         return div;
10540 }
10541
10542 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10543         int pos)
10544 {
10545         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10546 }
10547
10548 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10549  *
10550  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10551  *
10552  *      f/d
10553  *
10554  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10555  *
10556  *      floor((a i + g)/m)
10557  *
10558  * is replaced by
10559  *
10560  *      floor((a f + d g)/(m d))
10561  *
10562  * Constraints of the form
10563  *
10564  *      a i + g
10565  *
10566  * are replaced by
10567  *
10568  *      a f + d g
10569  */
10570 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10571         __isl_take isl_basic_set *bset,
10572         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10573 {
10574         int i;
10575         isl_int v;
10576         isl_ctx *ctx;
10577
10578         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10579                 return bset;
10580
10581         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10582         if (!bset || !subs)
10583                 goto error;
10584
10585         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10586         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10587                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10588                         "spaces don't match", goto error);
10589         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10590                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10591                         "cannot handle divs yet", goto error);
10592
10593         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10594
10595         isl_int_init(v);
10596
10597         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10598                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10599                         continue;
10600                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10601                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10602                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10603                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10604         }
10605
10606         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10607                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10608                         continue;
10609                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10610                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10611                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10612                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10613         }
10614
10615         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10616                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10617                         continue;
10618                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10619                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10620                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10621                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10622                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10623                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10624         }
10625
10626         isl_int_clear(v);
10627
10628         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10629         return isl_basic_set_finalize(bset);
10630 error:
10631         isl_basic_set_free(bset);
10632         return NULL;
10633 }
10634
10635 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10636  */
10637 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10638         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10639 {
10640         int i;
10641
10642         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10643                 return set;
10644
10645         set = isl_set_cow(set);
10646         if (!set || !subs)
10647                 goto error;
10648
10649         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10650                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10651                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10652                         goto error;
10653         }
10654
10655         return set;
10656 error:
10657         isl_set_free(set);
10658         return NULL;
10659 }