cfde9b2b804b15e322d4f438a913ed38cc90ca55
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Is this basic set a parameter domain?
694  */
695 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
696 {
697         if (!bset)
698                 return -1;
699         return isl_space_is_params(bset->dim);
700 }
701
702 /* Is this set a parameter domain?
703  */
704 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
705 {
706         if (!set)
707                 return -1;
708         return isl_space_is_params(set->dim);
709 }
710
711 /* Is this map actually a parameter domain?
712  * Users should never call this function.  Outside of isl,
713  * a map can never be a parameter domain.
714  */
715 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
716 {
717         if (!map)
718                 return -1;
719         return isl_space_is_params(map->dim);
720 }
721
722 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
723                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
724                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
725 {
726         int i;
727         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
728
729         bmap->ctx = ctx;
730         isl_ctx_ref(ctx);
731
732         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
733         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
734                 goto error;
735
736         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
737         if (!bmap->ineq)
738                 goto error;
739
740         if (extra == 0) {
741                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
742                 bmap->div = NULL;
743         } else {
744                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
745                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
746                         goto error;
747
748                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
749                 if (!bmap->div)
750                         goto error;
751         }
752
753         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
754                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
755
756         for (i = 0; i < extra; ++i)
757                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
758
759         bmap->ref = 1;
760         bmap->flags = 0;
761         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
762         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
763         bmap->extra = extra;
764         bmap->n_eq = 0;
765         bmap->n_ineq = 0;
766         bmap->n_div = 0;
767         bmap->sample = NULL;
768
769         return bmap;
770 error:
771         isl_basic_map_free(bmap);
772         return NULL;
773 }
774
775 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
776                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
777                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
778 {
779         struct isl_basic_map *bmap;
780         isl_space *space;
781
782         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
783         if (!space)
784                 return NULL;
785
786         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
787         return (struct isl_basic_set *)bmap;
788 }
789
790 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
791                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
792 {
793         struct isl_basic_map *bmap;
794         if (!dim)
795                 return NULL;
796         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
797         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
798         return (struct isl_basic_set *)bmap;
799 error:
800         isl_space_free(dim);
801         return NULL;
802 }
803
804 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
805                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
806 {
807         struct isl_basic_map *bmap;
808
809         if (!dim)
810                 return NULL;
811         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
812         if (!bmap)
813                 goto error;
814         bmap->dim = dim;
815
816         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
817 error:
818         isl_space_free(dim);
819         return NULL;
820 }
821
822 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
823                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
824                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
825 {
826         struct isl_basic_map *bmap;
827         isl_space *dim;
828
829         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
830         if (!dim)
831                 return NULL;
832
833         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
834         return bmap;
835 }
836
837 static void dup_constraints(
838                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
839 {
840         int i;
841         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
842
843         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
844                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
845                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
846         }
847
848         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
849                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
850                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
851         }
852
853         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
854                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
855                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
856         }
857         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
858 }
859
860 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
861 {
862         struct isl_basic_map *dup;
863
864         if (!bmap)
865                 return NULL;
866         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
867                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
868         if (!dup)
869                 return NULL;
870         dup_constraints(dup, bmap);
871         dup->flags = bmap->flags;
872         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
873         return dup;
874 }
875
876 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
877 {
878         struct isl_basic_map *dup;
879
880         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
881         return (struct isl_basic_set *)dup;
882 }
883
884 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
885 {
886         if (!bset)
887                 return NULL;
888
889         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
890                 bset->ref++;
891                 return bset;
892         }
893         return isl_basic_set_dup(bset);
894 }
895
896 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
897 {
898         if (!set)
899                 return NULL;
900
901         set->ref++;
902         return set;
903 }
904
905 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
906 {
907         if (!bmap)
908                 return NULL;
909
910         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
911                 bmap->ref++;
912                 return bmap;
913         }
914         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
915         if (bmap)
916                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
917         return bmap;
918 }
919
920 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
921 {
922         if (!map)
923                 return NULL;
924
925         map->ref++;
926         return map;
927 }
928
929 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
930 {
931         if (!bmap)
932                 return NULL;
933
934         if (--bmap->ref > 0)
935                 return NULL;
936
937         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
938         free(bmap->div);
939         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
940         free(bmap->ineq);
941         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
942         isl_vec_free(bmap->sample);
943         isl_space_free(bmap->dim);
944         free(bmap);
945
946         return NULL;
947 }
948
949 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
950 {
951         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
952 }
953
954 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
955 {
956         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
957 }
958
959 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
960         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
961         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
962                                     __isl_take isl_map *map2))
963 {
964         if (!map1 || !map2)
965                 goto error;
966         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
967                 return fn(map1, map2);
968         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
969             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
970                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
971                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
972         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
973         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
974         return fn(map1, map2);
975 error:
976         isl_map_free(map1);
977         isl_map_free(map2);
978         return NULL;
979 }
980
981 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
982         __isl_keep isl_map *map2,
983         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
984 {
985         int r;
986
987         if (!map1 || !map2)
988                 return -1;
989         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
990                 return fn(map1, map2);
991         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
992             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
993                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
994                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
995         map1 = isl_map_copy(map1);
996         map2 = isl_map_copy(map2);
997         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
998         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
999         r = fn(map1, map2);
1000         isl_map_free(map1);
1001         isl_map_free(map2);
1002         return r;
1003 }
1004
1005 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1006 {
1007         struct isl_ctx *ctx;
1008         if (!bmap)
1009                 return -1;
1010         ctx = bmap->ctx;
1011         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1012         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1013                         return -1);
1014         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1015         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1016         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1017         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1018         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1019         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1020                 isl_int *t;
1021                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1022                 if (j < 0)
1023                         return -1;
1024                 t = bmap->ineq[j];
1025                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1026                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1027                 bmap->eq[-1] = t;
1028                 bmap->n_eq++;
1029                 bmap->n_ineq--;
1030                 bmap->eq--;
1031                 return 0;
1032         }
1033         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1034                       bmap->extra - bmap->n_div);
1035         return bmap->n_eq++;
1036 }
1037
1038 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1039 {
1040         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1041 }
1042
1043 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1044 {
1045         if (!bmap)
1046                 return -1;
1047         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1048         bmap->n_eq -= n;
1049         return 0;
1050 }
1051
1052 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1053 {
1054         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1055 }
1056
1057 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1058 {
1059         isl_int *t;
1060         if (!bmap)
1061                 return -1;
1062         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1063
1064         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1065                 t = bmap->eq[pos];
1066                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1067                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1068         }
1069         bmap->n_eq--;
1070         return 0;
1071 }
1072
1073 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1074 {
1075         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1076 }
1077
1078 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1079                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1080 {
1081         isl_int *t;
1082
1083         t = bmap->ineq[pos];
1084         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1085         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1086         bmap->eq[-1] = t;
1087         bmap->n_eq++;
1088         bmap->n_ineq--;
1089         bmap->eq--;
1090         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1091         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1092         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1093         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1094 }
1095
1096 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1097 {
1098         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1099 }
1100
1101 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1102 {
1103         struct isl_ctx *ctx;
1104         if (!bmap)
1105                 return -1;
1106         ctx = bmap->ctx;
1107         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1108         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1109         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1110         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1111         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1112         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1113                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1114                       bmap->extra - bmap->n_div);
1115         return bmap->n_ineq++;
1116 }
1117
1118 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1119 {
1120         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1121 }
1122
1123 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1124 {
1125         if (!bmap)
1126                 return -1;
1127         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1128         bmap->n_ineq -= n;
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1133 {
1134         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1135 }
1136
1137 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1138 {
1139         isl_int *t;
1140         if (!bmap)
1141                 return -1;
1142         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1143
1144         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1145                 t = bmap->ineq[pos];
1146                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1147                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1148                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1149         }
1150         bmap->n_ineq--;
1151         return 0;
1152 }
1153
1154 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1155 {
1156         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1157 }
1158
1159 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1160         isl_int *eq)
1161 {
1162         int k;
1163
1164         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1165         if (!bmap)
1166                 return NULL;
1167         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1168         if (k < 0)
1169                 goto error;
1170         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1171         return bmap;
1172 error:
1173         isl_basic_map_free(bmap);
1174         return NULL;
1175 }
1176
1177 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1178         isl_int *eq)
1179 {
1180         return (isl_basic_set *)
1181                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1182 }
1183
1184 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1185         isl_int *ineq)
1186 {
1187         int k;
1188
1189         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1190         if (!bmap)
1191                 return NULL;
1192         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1193         if (k < 0)
1194                 goto error;
1195         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1196         return bmap;
1197 error:
1198         isl_basic_map_free(bmap);
1199         return NULL;
1200 }
1201
1202 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1203         isl_int *ineq)
1204 {
1205         return (isl_basic_set *)
1206                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1207 }
1208
1209 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1210 {
1211         if (!bmap)
1212                 return -1;
1213         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1214         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1215                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1216                       bmap->extra - bmap->n_div);
1217         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1218         return bmap->n_div++;
1219 }
1220
1221 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1222 {
1223         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1224 }
1225
1226 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1227 {
1228         if (!bmap)
1229                 return -1;
1230         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1231         bmap->n_div -= n;
1232         return 0;
1233 }
1234
1235 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1236 {
1237         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1238 }
1239
1240 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1241  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1242  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1243  * variables.
1244  */
1245 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1246                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1247                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1248 {
1249         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1250         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1251         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1252         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1253         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1254         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1255         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1256         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1257         if (dst_nparam > src_nparam)
1258                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1259                                 dst_nparam - src_nparam);
1260         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1261         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1262                     src+1+src_nparam,
1263                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1264         if (dst_in-in_off > src_in)
1265                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1266                                 dst_in - in_off - src_in);
1267         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1268         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1269                     src+1+src_nparam+src_in,
1270                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1271         if (dst_out-out_off > src_out)
1272                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1273                                 dst_out - out_off - src_out);
1274         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1275         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1276                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1277                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1278         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1279                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1280                                 div_off+src_map->n_div,
1281                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1282 }
1283
1284 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1285                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1286                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1287 {
1288         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1289         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1290 }
1291
1292 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1293                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1294 {
1295         int i;
1296         unsigned div_off;
1297
1298         if (!bmap1 || !bmap2)
1299                 goto error;
1300
1301         div_off = bmap1->n_div;
1302
1303         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1304                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1305                 if (i1 < 0)
1306                         goto error;
1307                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1308                                 i_pos, o_pos, div_off);
1309         }
1310
1311         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1312                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1313                 if (i1 < 0)
1314                         goto error;
1315                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1316                                 i_pos, o_pos, div_off);
1317         }
1318
1319         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1320                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1321                 if (i1 < 0)
1322                         goto error;
1323                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1324                          i_pos, o_pos, div_off);
1325         }
1326
1327         isl_basic_map_free(bmap2);
1328
1329         return bmap1;
1330
1331 error:
1332         isl_basic_map_free(bmap1);
1333         isl_basic_map_free(bmap2);
1334         return NULL;
1335 }
1336
1337 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1338                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1339 {
1340         return (struct isl_basic_set *)
1341                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1342                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1343 }
1344
1345 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1346                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1347                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1348 {
1349         struct isl_basic_map *ext;
1350         unsigned flags;
1351         int dims_ok;
1352
1353         if (!dim)
1354                 goto error;
1355
1356         if (!base)
1357                 goto error;
1358
1359         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1360                   base->extra >= base->n_div + extra;
1361
1362         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1363                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1364                 isl_space_free(dim);
1365                 return base;
1366         }
1367
1368         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1369         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1370         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1371         extra += base->extra;
1372         n_eq += base->n_eq;
1373         n_ineq += base->n_ineq;
1374
1375         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1376         dim = NULL;
1377         if (!ext)
1378                 goto error;
1379
1380         if (dims_ok)
1381                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1382         flags = base->flags;
1383         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1384         if (ext) {
1385                 ext->flags = flags;
1386                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1387         }
1388
1389         return ext;
1390
1391 error:
1392         isl_space_free(dim);
1393         isl_basic_map_free(base);
1394         return NULL;
1395 }
1396
1397 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1398                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1399                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1400 {
1401         return (struct isl_basic_set *)
1402                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1403                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1404 }
1405
1406 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1407                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1408 {
1409         if (!base)
1410                 return NULL;
1411         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1412                                         0, n_eq, n_ineq);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1416                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *bmap;
1420         isl_space *dim;
1421
1422         if (!base)
1423                 return NULL;
1424         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1425         if (!dim)
1426                 goto error;
1427
1428         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1429         return bmap;
1430 error:
1431         isl_basic_map_free(base);
1432         return NULL;
1433 }
1434
1435 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1436                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1437                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1438 {
1439         return (struct isl_basic_set *)
1440                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1441                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1442 }
1443
1444 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1445                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1446 {
1447         return (struct isl_basic_set *)
1448                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1449                                                     n_eq, n_ineq);
1450 }
1451
1452 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1453 {
1454         return (struct isl_basic_set *)
1455                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1456 }
1457
1458 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1459 {
1460         if (!bmap)
1461                 return NULL;
1462
1463         if (bmap->ref > 1) {
1464                 bmap->ref--;
1465                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1466         }
1467         if (bmap)
1468                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1469         return bmap;
1470 }
1471
1472 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1473 {
1474         if (!set)
1475                 return NULL;
1476
1477         if (set->ref == 1)
1478                 return set;
1479         set->ref--;
1480         return isl_set_dup(set);
1481 }
1482
1483 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1484 {
1485         if (!map)
1486                 return NULL;
1487
1488         if (map->ref == 1)
1489                 return map;
1490         map->ref--;
1491         return isl_map_dup(map);
1492 }
1493
1494 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1495                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1496 {
1497         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1498         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1499         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1500 }
1501
1502 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1503         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1504 {
1505         int i;
1506         struct isl_blk blk;
1507
1508         if (!bmap)
1509                 goto error;
1510
1511         isl_assert(bmap->ctx,
1512                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1513
1514         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1515                 return bmap;
1516
1517         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1518         if (!bmap)
1519                 return NULL;
1520
1521         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1522         if (isl_blk_is_error(blk))
1523                 goto error;
1524
1525         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1526                 swap_vars(blk,
1527                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1528
1529         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1530                 swap_vars(blk,
1531                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1532
1533         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1534                 swap_vars(blk,
1535                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1536
1537         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1538
1539         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1540         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1541         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1542 error:
1543         isl_basic_map_free(bmap);
1544         return NULL;
1545 }
1546
1547 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1548         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1549 {
1550         unsigned dim;
1551         unsigned nparam;
1552
1553         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1554         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1555         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1556
1557         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1558 error:
1559         isl_basic_set_free(bset);
1560         return NULL;
1561 }
1562
1563 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1564 {
1565         int i = 0;
1566         unsigned total;
1567         if (!bmap)
1568                 goto error;
1569         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1570         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1571         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1572         if (bmap->n_eq > 0)
1573                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1574         else {
1575                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1576                 if (i < 0)
1577                         goto error;
1578         }
1579         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1580         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1581         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1582         isl_vec_free(bmap->sample);
1583         bmap->sample = NULL;
1584         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1585 error:
1586         isl_basic_map_free(bmap);
1587         return NULL;
1588 }
1589
1590 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1591 {
1592         return (struct isl_basic_set *)
1593                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1594 }
1595
1596 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1597 {
1598         int i;
1599         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1600         isl_int *t = bmap->div[a];
1601         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1602         bmap->div[b] = t;
1603
1604         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1605                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1606
1607         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1608                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1611                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1612         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1613 }
1614
1615 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1616  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1617  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1618  */
1619 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1620         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1621 {
1622         int i;
1623
1624         if (!map)
1625                 return NULL;
1626         if (n == 0)
1627                 return map;
1628
1629         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1630                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1631                         "index out of bounds", goto error);
1632
1633         map = isl_map_cow(map);
1634         if (!map)
1635                 return NULL;
1636
1637         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1638                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1639                 if (!map->p[i])
1640                         goto error;
1641         }
1642         return map;
1643 error:
1644         isl_map_free(map);
1645         return NULL;
1646 }
1647
1648 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1649  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1650  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1651  */
1652 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1653         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1654 {
1655         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1656 }
1657
1658 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1659  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1660  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1661  */
1662 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1663         unsigned first, unsigned n)
1664 {
1665         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1666 }
1667
1668 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1669         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1670 {
1671         if (!bmap)
1672                 return NULL;
1673         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1674                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1675         if (!bmap)
1676                 return NULL;
1677         bmap->n_div = 0;
1678         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1679 }
1680
1681 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1682         __isl_take isl_basic_set *bset)
1683 {
1684         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1685                         (struct isl_basic_map *)bset);
1686 }
1687
1688 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1689 {
1690         int i;
1691
1692         if (!map)
1693                 return NULL;
1694         if (map->n == 0)
1695                 return map;
1696
1697         map = isl_map_cow(map);
1698         if (!map)
1699                 return NULL;
1700         
1701         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1702                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1703                 if (!map->p[i])
1704                         goto error;
1705         }
1706         return map;
1707 error:
1708         isl_map_free(map);
1709         return NULL;
1710 }
1711
1712 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1713 {
1714         return isl_map_remove_divs(set);
1715 }
1716
1717 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1718         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1719 {
1720         if (!bmap)
1721                 return NULL;
1722         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1723                         goto error);
1724         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1725                 return bmap;
1726         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1727                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1728         if (!bmap)
1729                 return bmap;
1730         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1731                 return bmap;
1732         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1733         return bmap;
1734 error:
1735         isl_basic_map_free(bmap);
1736         return NULL;
1737 }
1738
1739 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1740  * any of the given variables.
1741  */
1742 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1743         unsigned first, unsigned n)
1744 {
1745         int i;
1746         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1747
1748         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1749                 return 0;
1750         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1751                 return 1;
1752
1753         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1754                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1755                         continue;
1756                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1757                         return 1;
1758         }
1759
1760         return 0;
1761 }
1762
1763 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1764  * based on inequality "i".
1765  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1766  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1767  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1768  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1769  *
1770  * The calling function has already checked that the inequality does not
1771  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1772  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1773  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1774  *
1775  * Let "div" be of the form
1776  *
1777  *      q = floor((a + f(x))/d)
1778  *
1779  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1780  *
1781  *      b + f(x) >= 0
1782  *
1783  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1784  * However, we allow a slightly more general form
1785  *
1786  *      b + g(x) >= 0
1787  *
1788  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1789  * divisible by d.
1790  * Rewriting this constraint as
1791  *
1792  *      0 >= -b - g(x)
1793  *
1794  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1795  *
1796  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1797  *
1798  * Taking the floor on both sides, we obtain
1799  *
1800  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1801  *
1802  * or
1803  *
1804  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1805  *
1806  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1807  *
1808  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1809  *
1810  */
1811 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1812         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1813         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1814 {
1815         int j;
1816
1817         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1818                 if (lb) {
1819                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1820                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1821                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1822                 }
1823                 if (ub) {
1824                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1825                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1826                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1827                 }
1828         }
1829         if (!lb && !ub)
1830                 return bmap;
1831
1832         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1833         if (lb) {
1834                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1835                 if (k < 0)
1836                         goto error;
1837                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1838                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1839                                         bmap->div[div][1 + j]);
1840                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1841                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1842                 }
1843                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1844         }
1845         if (ub) {
1846                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1847                 if (k < 0)
1848                         goto error;
1849                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1850                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1851                                         bmap->div[div][1 + j]);
1852                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1853                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1854                 }
1855                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1856         }
1857
1858         return bmap;
1859 error:
1860         isl_basic_map_free(bmap);
1861         return NULL;
1862 }
1863
1864 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1865  * using Fourier-Motzkin.
1866  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1867  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1868  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1869  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1870  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1871  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1872  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1873  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1874  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1875  * on "div".
1876  *
1877  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1878  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1879  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1880  * Consider, for example, the set
1881  *
1882  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1883  *
1884  * The second constraint can be rewritten as
1885  *
1886  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1887  *
1888  * from which we can derive
1889  *
1890  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1891  *
1892  * or
1893  *
1894  *      i + 2j <= 3 + 2k
1895  *
1896  * Combined with the first constraint, we obtain
1897  *
1898  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1899  *
1900  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1901  * the first constraint, we obtain
1902  *
1903  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1904  *
1905  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1906  *
1907  *      k >= -2
1908  */
1909 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1910         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1911 {
1912         int i;
1913         int check_lb, check_ub;
1914         isl_int v;
1915         unsigned total;
1916
1917         if (!bmap)
1918                 return NULL;
1919
1920         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1921                 return bmap;
1922
1923         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1924
1925         check_lb = 0;
1926         check_ub = 0;
1927         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1928                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1929                 if (s > 0)
1930                         check_ub = 1;
1931                 if (s < 0)
1932                         check_lb = 1;
1933         }
1934
1935         if (!check_lb && !check_ub)
1936                 return bmap;
1937
1938         isl_int_init(v);
1939
1940         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1941                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
1942                         continue;
1943
1944                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
1945                                                         check_lb, check_ub);
1946         }
1947
1948         isl_int_clear(v);
1949
1950         return bmap;
1951 }
1952
1953 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1954  * in their definitions.
1955  */
1956 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1957         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1958         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1959 {
1960         int i;
1961
1962         if (!bmap)
1963                 return NULL;
1964         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1965                         goto error);
1966         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1967
1968         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1969                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1970                         continue;
1971                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
1972                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1973                 if (!bmap)
1974                         return NULL;
1975                 i = bmap->n_div;
1976         }
1977
1978         return bmap;
1979 error:
1980         isl_basic_map_free(bmap);
1981         return NULL;
1982 }
1983
1984 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
1985         __isl_take isl_basic_set *bset,
1986         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1987 {
1988         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
1989 }
1990
1991 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1992         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1993 {
1994         int i;
1995
1996         if (!map)
1997                 return NULL;
1998         if (map->n == 0)
1999                 return map;
2000
2001         map = isl_map_cow(map);
2002         if (!map)
2003                 return NULL;
2004
2005         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2006                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2007                                                                 type, first, n);
2008                 if (!map->p[i])
2009                         goto error;
2010         }
2011         return map;
2012 error:
2013         isl_map_free(map);
2014         return NULL;
2015 }
2016
2017 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2018         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2019 {
2020         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2021                                                               type, first, n);
2022 }
2023
2024 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2025  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2026  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2027  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2028  * div.
2029  */
2030 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2031         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2032 {
2033         int i;
2034
2035         if (!bmap)
2036                 return -1;
2037
2038         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2039                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2040                         "index out of bounds", return -1);
2041
2042         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2043         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2044                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2045                         return 1;
2046         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2047                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2048                         return 1;
2049         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2050                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2051                         continue;
2052                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2053                         return 1;
2054         }
2055
2056         return 0;
2057 }
2058
2059 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2060         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2061 {
2062         int i;
2063
2064         if (!map)
2065                 return -1;
2066
2067         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2068                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2069                         "index out of bounds", return -1);
2070
2071         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2072                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2073                                                             type, first, n);
2074                 if (involves < 0 || involves)
2075                         return involves;
2076         }
2077
2078         return 0;
2079 }
2080
2081 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2082         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2083 {
2084         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2085 }
2086
2087 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2088         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2089 {
2090         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2091 }
2092
2093 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2094  * on unknown divs.
2095  */
2096 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2097 {
2098         int i;
2099         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2100
2101         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2102                 return 1;
2103
2104         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2105                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2106                         continue;
2107                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2108                         return 1;
2109         }
2110
2111         return 0;
2112 }
2113
2114 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2115  */
2116 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2117         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2118 {
2119         int i;
2120
2121         if (!bmap)
2122                 return NULL;
2123
2124         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2125                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2126                         continue;
2127                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2128                 if (!bmap)
2129                         return NULL;
2130                 i = bmap->n_div;
2131         }
2132
2133         return bmap;
2134 }
2135
2136 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2137 {
2138         int i;
2139
2140         if (!map)
2141                 return NULL;
2142         if (map->n == 0)
2143                 return map;
2144
2145         map = isl_map_cow(map);
2146         if (!map)
2147                 return NULL;
2148
2149         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2150                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2151                 if (!map->p[i])
2152                         goto error;
2153         }
2154         return map;
2155 error:
2156         isl_map_free(map);
2157         return NULL;
2158 }
2159
2160 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2161 {
2162         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2163 }
2164
2165 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2166         __isl_take isl_basic_set *bset,
2167         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2168 {
2169         return (isl_basic_set *)
2170             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2171 }
2172
2173 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2174         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2175 {
2176         int i;
2177
2178         if (n == 0)
2179                 return map;
2180
2181         map = isl_map_cow(map);
2182         if (!map)
2183                 return NULL;
2184         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2185         
2186         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2187                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2188                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2189                 if (!map->p[i])
2190                         goto error;
2191         }
2192         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2193         return map;
2194 error:
2195         isl_map_free(map);
2196         return NULL;
2197 }
2198
2199 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2200         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2201 {
2202         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2203 }
2204
2205 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2206 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2207         unsigned first, unsigned n)
2208 {
2209         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2210 }
2211
2212 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2213                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2214 {
2215         const char *name;
2216         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2217         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2218         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2219         if (!pos)
2220                 isl_int_print(out, c, 0);
2221         else {
2222                 if (!isl_int_is_one(c))
2223                         isl_int_print(out, c, 0);
2224                 if (pos < 1 + nparam) {
2225                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2226                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2227                         if (name)
2228                                 fprintf(out, "%s", name);
2229                         else
2230                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2231                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2232                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2233                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2234                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2235                 else
2236                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2237         }
2238 }
2239
2240 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2241                                 int sign, FILE *out)
2242 {
2243         int i;
2244         int first;
2245         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2246         isl_int v;
2247
2248         isl_int_init(v);
2249         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2250                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2251                         continue;
2252                 if (!first)
2253                         fprintf(out, " + ");
2254                 first = 0;
2255                 isl_int_abs(v, c[i]);
2256                 dump_term(bmap, v, i, out);
2257         }
2258         isl_int_clear(v);
2259         if (first)
2260                 fprintf(out, "0");
2261 }
2262
2263 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2264                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2265 {
2266         int i;
2267
2268         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2269
2270         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2271         fprintf(out, " %s ", op);
2272         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2273
2274         fprintf(out, "\n");
2275
2276         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2277                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2278                         continue;
2279                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2280                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2281                 abort();
2282         }
2283 }
2284
2285 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2286                                 isl_int **c, unsigned n,
2287                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2288 {
2289         int i;
2290
2291         for (i = 0; i < n; ++i)
2292                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2293 }
2294
2295 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2296 {
2297         int j;
2298         int first = 1;
2299         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2300
2301         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2302                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2303                         continue;
2304                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2305                         fprintf(out, "+");
2306                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2307                 first = 0;
2308         }
2309 }
2310
2311 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2312 {
2313         int i;
2314
2315         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2316         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2317
2318         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2319                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2320                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2321                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2322                 fprintf(out, ")/");
2323                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2324                 fprintf(out, "]\n");
2325         }
2326 }
2327
2328 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2329         FILE *out, int indent)
2330 {
2331         if (!bset) {
2332                 fprintf(out, "null basic set\n");
2333                 return;
2334         }
2335
2336         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2337         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2338                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2339                         bset->extra, bset->flags);
2340         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2341 }
2342
2343 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2344         FILE *out, int indent)
2345 {
2346         if (!bmap) {
2347                 fprintf(out, "null basic map\n");
2348                 return;
2349         }
2350
2351         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2352         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2353                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2354                 bmap->ref,
2355                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2356                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2357         dump(bmap, out, indent);
2358 }
2359
2360 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2361 {
2362         unsigned total;
2363         if (!bmap)
2364                 return -1;
2365         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2366         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2367         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2368         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2369         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2370         return 0;
2371 }
2372
2373 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2374         unsigned flags)
2375 {
2376         struct isl_set *set;
2377
2378         if (!dim)
2379                 return NULL;
2380         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2381         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2382         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2383                         sizeof(struct isl_set) +
2384                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2385         if (!set)
2386                 goto error;
2387
2388         set->ctx = dim->ctx;
2389         isl_ctx_ref(set->ctx);
2390         set->ref = 1;
2391         set->size = n;
2392         set->n = 0;
2393         set->dim = dim;
2394         set->flags = flags;
2395         return set;
2396 error:
2397         isl_space_free(dim);
2398         return NULL;
2399 }
2400
2401 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2402                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2403 {
2404         struct isl_set *set;
2405         isl_space *dims;
2406
2407         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2408         if (!dims)
2409                 return NULL;
2410
2411         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2412         return set;
2413 }
2414
2415 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2416  */
2417 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2418 {
2419         int i;
2420         struct isl_map *grown = NULL;
2421
2422         if (!map)
2423                 return NULL;
2424         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2425         if (map->n + n <= map->size)
2426                 return map;
2427         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2428         if (!grown)
2429                 goto error;
2430         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2431                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2432                 if (!grown->p[i])
2433                         goto error;
2434                 grown->n++;
2435         }
2436         isl_map_free(map);
2437         return grown;
2438 error:
2439         isl_map_free(grown);
2440         isl_map_free(map);
2441         return NULL;
2442 }
2443
2444 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2445  */
2446 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2447 {
2448         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2449 }
2450
2451 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2452 {
2453         int i;
2454         struct isl_set *dup;
2455
2456         if (!set)
2457                 return NULL;
2458
2459         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2460         if (!dup)
2461                 return NULL;
2462         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2463                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2464         return dup;
2465 }
2466
2467 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2468 {
2469         return isl_map_from_basic_map(bset);
2470 }
2471
2472 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2473 {
2474         struct isl_map *map;
2475
2476         if (!bmap)
2477                 return NULL;
2478
2479         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2480         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2481 }
2482
2483 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2484                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2485 {
2486         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2487                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2488 }
2489
2490 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2491 {
2492         int i;
2493
2494         if (!set)
2495                 return NULL;
2496
2497         if (--set->ref > 0)
2498                 return NULL;
2499
2500         isl_ctx_deref(set->ctx);
2501         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2502                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2503         isl_space_free(set->dim);
2504         free(set);
2505
2506         return NULL;
2507 }
2508
2509 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2510 {
2511         int i;
2512
2513         if (!set) {
2514                 fprintf(out, "null set\n");
2515                 return;
2516         }
2517
2518         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2519         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2520                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2521                         set->flags);
2522         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2523                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2524                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2525                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2526         }
2527 }
2528
2529 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2530 {
2531         int i;
2532
2533         if (!map) {
2534                 fprintf(out, "null map\n");
2535                 return;
2536         }
2537
2538         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2539         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2540                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2541                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2542                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2543         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2544                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2545                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2546                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2547         }
2548 }
2549
2550 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2551                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2552 {
2553         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2554
2555         if (!bmap || !bset)
2556                 goto error;
2557
2558         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2559                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2560
2561         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2562                 isl_assert(bset->ctx,
2563                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2564
2565         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2566         if (!bmap)
2567                 goto error;
2568         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2569                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2570         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2571         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2572
2573         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2574         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2575 error:
2576         isl_basic_map_free(bmap);
2577         isl_basic_set_free(bset);
2578         return NULL;
2579 }
2580
2581 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2582                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2583 {
2584         struct isl_basic_map *bmap_range;
2585
2586         if (!bmap || !bset)
2587                 goto error;
2588
2589         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2590                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2591
2592         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2593                 isl_assert(bset->ctx,
2594                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2595
2596         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2597                 isl_basic_set_free(bset);
2598                 return bmap;
2599         }
2600
2601         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2602         if (!bmap)
2603                 goto error;
2604         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2605                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2606         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2607         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2608
2609         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2610         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2611 error:
2612         isl_basic_map_free(bmap);
2613         isl_basic_set_free(bset);
2614         return NULL;
2615 }
2616
2617 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2618 {
2619         int i;
2620         unsigned total;
2621         isl_int s;
2622
2623         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2624         if (total != vec->size)
2625                 return -1;
2626
2627         isl_int_init(s);
2628
2629         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2630                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2631                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2632                         isl_int_clear(s);
2633                         return 0;
2634                 }
2635         }
2636
2637         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2638                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2639                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2640                         isl_int_clear(s);
2641                         return 0;
2642                 }
2643         }
2644
2645         isl_int_clear(s);
2646
2647         return 1;
2648 }
2649
2650 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2651 {
2652         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2653 }
2654
2655 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2656                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2657 {
2658         struct isl_vec *sample = NULL;
2659
2660         if (!bmap1 || !bmap2)
2661                 goto error;
2662
2663         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2664                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2665         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2666                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2667             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2668                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2669                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2670
2671         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2672                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2673                 isl_assert(bmap1->ctx,
2674                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2675
2676         if (bmap1->sample &&
2677             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2678             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2679                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2680         else if (bmap2->sample &&
2681             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2682             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2683                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2684
2685         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2686         if (!bmap1)
2687                 goto error;
2688         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2689                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2690         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2691
2692         if (!bmap1)
2693                 isl_vec_free(sample);
2694         else if (sample) {
2695                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2696                 bmap1->sample = sample;
2697         }
2698
2699         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2700         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2701 error:
2702         if (sample)
2703                 isl_vec_free(sample);
2704         isl_basic_map_free(bmap1);
2705         isl_basic_map_free(bmap2);
2706         return NULL;
2707 }
2708
2709 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2710                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2711 {
2712         return (struct isl_basic_set *)
2713                 isl_basic_map_intersect(
2714                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2715                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2716 }
2717
2718 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2719         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2720 {
2721         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2722 }
2723
2724 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2725  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2726  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2727  * added to the other map.
2728  */
2729 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2730         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2731 {
2732         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2733         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2734         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2735         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2736
2737         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2738                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2739
2740         isl_assert(map2->ctx,
2741                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2742
2743         map1 = isl_map_cow(map1);
2744         if (!map1)
2745                 goto error;
2746         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2747                 isl_map_free(map2);
2748                 return map1;
2749         }
2750         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2751         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2752                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2753         else
2754                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2755                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2756
2757         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2758         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2759         if (!map1->p[0])
2760                 goto error;
2761
2762         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2763                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2764                 map1->n = 0;
2765         }
2766
2767         isl_map_free(map2);
2768
2769         return map1;
2770 error:
2771         isl_map_free(map1);
2772         isl_map_free(map2);
2773         return NULL;
2774 }
2775
2776 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2777  * space as map1.
2778  */
2779 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2780         __isl_take isl_map *map2)
2781 {
2782         unsigned flags = 0;
2783         struct isl_map *result;
2784         int i, j;
2785
2786         if (!map1 || !map2)
2787                 goto error;
2788
2789         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2790             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2791                 isl_map_free(map2);
2792                 return map1;
2793         }
2794         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2795             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2796                 isl_map_free(map1);
2797                 return map2;
2798         }
2799
2800         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2801             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2802             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2803             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2804              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2805                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2806
2807         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2808                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2809                 isl_assert(map1->ctx,
2810                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2811
2812         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2813             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2814                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2815
2816         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2817                                 map1->n * map2->n, flags);
2818         if (!result)
2819                 goto error;
2820         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2821                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2822                         struct isl_basic_map *part;
2823                         part = isl_basic_map_intersect(
2824                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2825                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2826                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2827                                 goto error;
2828                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2829                         if (!result)
2830                                 goto error;
2831                 }
2832         isl_map_free(map1);
2833         isl_map_free(map2);
2834         return result;
2835 error:
2836         isl_map_free(map1);
2837         isl_map_free(map2);
2838         return NULL;
2839 }
2840
2841 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2842         __isl_take isl_map *map2)
2843 {
2844         if (!map1 || !map2)
2845                 goto error;
2846         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2847                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2848                         "spaces don't match", goto error);
2849         return map_intersect_internal(map1, map2);
2850 error:
2851         isl_map_free(map1);
2852         isl_map_free(map2);
2853         return NULL;
2854 }
2855
2856 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2857         __isl_take isl_map *map2)
2858 {
2859         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2860 }
2861
2862 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2863 {
2864         return (struct isl_set *)
2865                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2866                                   (struct isl_map *)set2);
2867 }
2868
2869 /* map_intersect_internal accepts intersections
2870  * with parameter domains, so we can just call that function.
2871  */
2872 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2873                 __isl_take isl_set *params)
2874 {
2875         return map_intersect_internal(map, params);
2876 }
2877
2878 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2879         __isl_take isl_map *map2)
2880 {
2881         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2882 }
2883
2884 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2885                 __isl_take isl_set *params)
2886 {
2887         return isl_map_intersect_params(set, params);
2888 }
2889
2890 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2891 {
2892         isl_space *dim;
2893         struct isl_basic_set *bset;
2894         unsigned in;
2895
2896         if (!bmap)
2897                 return NULL;
2898         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2899         if (!bmap)
2900                 return NULL;
2901         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2902         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2903         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2904         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2905         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2906 }
2907
2908 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2909         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2910 {
2911         isl_space *space;
2912
2913         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2914                 return bmap;
2915
2916         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2917         space = isl_space_reset(space, type);
2918         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2919         return bmap;
2920 }
2921
2922 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
2923         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
2924         unsigned pos, unsigned n)
2925 {
2926         isl_space *res_dim;
2927         struct isl_basic_map *res;
2928         struct isl_dim_map *dim_map;
2929         unsigned total, off;
2930         enum isl_dim_type t;
2931
2932         if (n == 0)
2933                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2934
2935         if (!bmap)
2936                 return NULL;
2937
2938         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2939
2940         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2941         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2942         off = 0;
2943         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2944                 if (t != type) {
2945                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2946                 } else {
2947                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2948                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2949                                                 0, pos, off);
2950                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2951                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2952                 }
2953                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2954         }
2955         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2956
2957         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2958                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2959         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2960                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2961         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
2962                 isl_basic_map_free(bmap);
2963                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
2964         }
2965         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2966         return isl_basic_map_finalize(res);
2967 }
2968
2969 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
2970         __isl_take isl_basic_set *bset,
2971         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2972 {
2973         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
2974 }
2975
2976 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2977                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2978 {
2979         if (!bmap)
2980                 return NULL;
2981         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
2982                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2983 }
2984
2985 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2986                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2987 {
2988         if (!bset)
2989                 return NULL;
2990         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2991         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2992 error:
2993         isl_basic_set_free(bset);
2994         return NULL;
2995 }
2996
2997 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2998         enum isl_dim_type type)
2999 {
3000         isl_space *space;
3001
3002         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3003                 return map;
3004
3005         space = isl_map_get_space(map);
3006         space = isl_space_reset(space, type);
3007         map = isl_map_reset_space(map, space);
3008         return map;
3009 }
3010
3011 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3012                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3013 {
3014         int i;
3015
3016         if (n == 0)
3017                 return map_space_reset(map, type);
3018
3019         map = isl_map_cow(map);
3020         if (!map)
3021                 return NULL;
3022
3023         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3024         if (!map->dim)
3025                 goto error;
3026
3027         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3028                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3029                 if (!map->p[i])
3030                         goto error;
3031         }
3032
3033         return map;
3034 error:
3035         isl_map_free(map);
3036         return NULL;
3037 }
3038
3039 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3040                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3041 {
3042         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3043 }
3044
3045 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3046                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3047 {
3048         if (!map)
3049                 return NULL;
3050         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3051 }
3052
3053 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3054                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3055 {
3056         if (!set)
3057                 return NULL;
3058         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3059         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3060 error:
3061         isl_set_free(set);
3062         return NULL;
3063 }
3064
3065 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3066         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3067         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3068         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3069 {
3070         struct isl_dim_map *dim_map;
3071         struct isl_basic_map *res;
3072         enum isl_dim_type t;
3073         unsigned total, off;
3074
3075         if (!bmap)
3076                 return NULL;
3077         if (n == 0)
3078                 return bmap;
3079
3080         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3081                 goto error);
3082
3083         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3084                 return bmap;
3085
3086         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3087
3088         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3089             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3090                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3091                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3092                 if (!bmap)
3093                         return NULL;
3094
3095                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3096                                                 src_type, src_pos, n);
3097                 if (!bmap->dim)
3098                         goto error;
3099
3100                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3101
3102                 return bmap;
3103         }
3104
3105         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3106         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3107
3108         off = 0;
3109         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3110                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3111                 if (t == dst_type) {
3112                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3113                                             0, dst_pos, off);
3114                         off += dst_pos;
3115                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3116                                             src_pos, n, off);
3117                         off += n;
3118                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3119                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3120                         off += size - dst_pos;
3121                 } else if (t == src_type) {
3122                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3123                                             0, src_pos, off);
3124                         off += src_pos;
3125                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3126                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3127                         off += size - src_pos - n;
3128                 } else {
3129                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3130                         off += size;
3131                 }
3132         }
3133         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3134
3135         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3136                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3137         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3138
3139         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3140                                         src_type, src_pos, n);
3141         if (!bmap->dim)
3142                 goto error;
3143
3144         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3145         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3146         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3147
3148         return bmap;
3149 error:
3150         isl_basic_map_free(bmap);
3151         return NULL;
3152 }
3153
3154 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3155         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3156         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3157 {
3158         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3159                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3160 }
3161
3162 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3163         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3164         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3165 {
3166         if (!set)
3167                 return NULL;
3168         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3169         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3170                                         src_type, src_pos, n);
3171 error:
3172         isl_set_free(set);
3173         return NULL;
3174 }
3175
3176 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3177         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3178         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3179 {
3180         int i;
3181
3182         if (!map)
3183                 return NULL;
3184         if (n == 0)
3185                 return map;
3186
3187         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3188                 goto error);
3189
3190         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3191                 return map;
3192
3193         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3194
3195         map = isl_map_cow(map);
3196         if (!map)
3197                 return NULL;
3198
3199         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3200         if (!map->dim)
3201                 goto error;
3202
3203         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3204                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3205                                                 dst_type, dst_pos,
3206                                                 src_type, src_pos, n);
3207                 if (!map->p[i])
3208                         goto error;
3209         }
3210
3211         return map;
3212 error:
3213         isl_map_free(map);
3214         return NULL;
3215 }
3216
3217 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3218  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3219  * That's the responsibility of the caller.
3220  */
3221 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3222         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3223 {
3224         struct isl_dim_map *dim_map;
3225         struct isl_basic_map *res;
3226         enum isl_dim_type t;
3227         unsigned total, off;
3228
3229         if (!bmap)
3230                 return NULL;
3231         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3232                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3233                 return bmap;
3234
3235         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3236         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3237
3238         off = 0;
3239         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3240                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3241                 if (t == type) {
3242                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3243                                             0, first, off);
3244                         off += first;
3245                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3246                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3247                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3248                                             first + n, size - (first + n), off);
3249                         off += size - (first + n);
3250                 } else {
3251                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3252                         off += size;
3253                 }
3254         }
3255         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3256
3257         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3258                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3259         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3260         return res;
3261 }
3262
3263 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3264  * into existentially quantified variables.
3265  */
3266 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3267                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3268                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3269 {
3270         int i;
3271         size_t row_size;
3272         isl_int **new_div;
3273         isl_int *old;
3274
3275         if (n == 0)
3276                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3277
3278         if (!bmap)
3279                 return NULL;
3280
3281         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3282                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3283
3284         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3285                         goto error);
3286
3287         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3288         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3289         if (!bmap)
3290                 return NULL;
3291
3292         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3293         old = bmap->block2.data;
3294         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3295                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3296         if (!bmap->block2.data)
3297                 goto error;
3298         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3299         if (!new_div)
3300                 goto error;
3301         for (i = 0; i < n; ++i) {
3302                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3303                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3304                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3305         }
3306         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3307                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3308         free(bmap->div);
3309         bmap->div = new_div;
3310         bmap->n_div += n;
3311         bmap->extra += n;
3312
3313         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3314         if (!bmap->dim)
3315                 goto error;
3316         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3317         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3318         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3319 error:
3320         isl_basic_map_free(bmap);
3321         return NULL;
3322 }
3323
3324 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3325  * into existentially quantified variables.
3326  */
3327 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3328                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3329 {
3330         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3331                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3332 }
3333
3334 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3335  * into existentially quantified variables.
3336  */
3337 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3338                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3339 {
3340         int i;
3341
3342         if (!map)
3343                 return NULL;
3344
3345         if (n == 0)
3346                 return map_space_reset(map, type);
3347
3348         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3349
3350         map = isl_map_cow(map);
3351         if (!map)
3352                 return NULL;
3353
3354         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3355         if (!map->dim)
3356                 goto error;
3357
3358         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3359                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3360                 if (!map->p[i])
3361                         goto error;
3362         }
3363
3364         return map;
3365 error:
3366         isl_map_free(map);
3367         return NULL;
3368 }
3369
3370 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3371  * into existentially quantified variables.
3372  */
3373 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3374                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3375 {
3376         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3377 }
3378
3379 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3380 {
3381         int i, j;
3382
3383         for (i = 0; i < n; ++i) {
3384                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3385                 if (j < 0)
3386                         goto error;
3387                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3388         }
3389         return bmap;
3390 error:
3391         isl_basic_map_free(bmap);
3392         return NULL;
3393 }
3394
3395 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3396                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3397 {
3398         isl_space *dim_result = NULL;
3399         struct isl_basic_map *bmap;
3400         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3401         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3402
3403         if (!bmap1 || !bmap2)
3404                 goto error;
3405
3406         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3407                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3408
3409         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3410         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3411         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3412         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3413
3414         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3415         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3416         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3417         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3418         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3419         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3420         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3421         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3422         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3423         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3424         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3425
3426         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3427                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3428                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3429                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3430         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3431         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3432         bmap = add_divs(bmap, n);
3433         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3434         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3435         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3436 error:
3437         isl_basic_map_free(bmap1);
3438         isl_basic_map_free(bmap2);
3439         return NULL;
3440 }
3441
3442 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3443                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3444 {
3445         if (!bset || !bmap)
3446                 goto error;
3447
3448         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3449                     goto error);
3450
3451         return (struct isl_basic_set *)
3452                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3453 error:
3454         isl_basic_set_free(bset);
3455         isl_basic_map_free(bmap);
3456         return NULL;
3457 }
3458
3459 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3460                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3461 {
3462         if (!bmap1 || !bmap2)
3463                 goto error;
3464
3465         isl_assert(bmap1->ctx,
3466             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3467         isl_assert(bmap1->ctx,
3468             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3469             goto error);
3470
3471         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3472         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3473         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3474 error:
3475         isl_basic_map_free(bmap1);
3476         isl_basic_map_free(bmap2);
3477         return NULL;
3478 }
3479
3480 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3481  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3482  */
3483 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3484                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3485 {
3486         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3487         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3488         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3489         int i;
3490
3491         if (!bmap1 || !bmap2)
3492                 goto error;
3493
3494         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3495                 goto error);
3496
3497         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3498         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3499         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3500
3501         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3502         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3503         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3504         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3505         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3506         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3507         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3508         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3509         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3510         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3511         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3512
3513         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3514                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3515                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3516                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3517         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3518                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3519                 if (j < 0)
3520                         goto error;
3521                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3522                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3523                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3524                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3525         }
3526         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3527         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3528         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3529
3530         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3531         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3532 error:
3533         isl_basic_map_free(bmap);
3534         isl_basic_map_free(bmap1);
3535         isl_basic_map_free(bmap2);
3536         return NULL;
3537 }
3538
3539 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3540  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3541  */
3542 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3543 {
3544         struct isl_map *result;
3545         int i, j;
3546
3547         if (!map1 || !map2)
3548                 goto error;
3549
3550         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3551
3552         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3553                                 map1->n * map2->n, 0);
3554         if (!result)
3555                 goto error;
3556         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3557                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3558                         struct isl_basic_map *part;
3559                         part = isl_basic_map_sum(
3560                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3561                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3562                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3563                                 isl_basic_map_free(part);
3564                         else
3565                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3566                         if (!result)
3567                                 goto error;
3568                 }
3569         isl_map_free(map1);
3570         isl_map_free(map2);
3571         return result;
3572 error:
3573         isl_map_free(map1);
3574         isl_map_free(map2);
3575         return NULL;
3576 }
3577
3578 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3579         __isl_take isl_set *set2)
3580 {
3581         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3582 }
3583
3584 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3585  */
3586 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3587 {
3588         int i, j;
3589         unsigned off, n;
3590
3591         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3592         if (!bmap)
3593                 return NULL;
3594
3595         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3596         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3597         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3598                 for (j = 0; j < n; ++j)
3599                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3600         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3601                 for (j = 0; j < n; ++j)
3602                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3603         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3604                 for (j = 0; j < n; ++j)
3605                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3606         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3607         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3608 }
3609
3610 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3611 {
3612         return isl_basic_map_neg(bset);
3613 }
3614
3615 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3616  */
3617 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3618 {
3619         int i;
3620
3621         map = isl_map_cow(map);
3622         if (!map)
3623                 return NULL;
3624
3625         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3626                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3627                 if (!map->p[i])
3628                         goto error;
3629         }
3630
3631         return map;
3632 error:
3633         isl_map_free(map);
3634         return NULL;
3635 }
3636
3637 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3638 {
3639         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3640 }
3641
3642 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3643  * A -> floor(f(A)/d).
3644  */
3645 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3646                 isl_int d)
3647 {
3648         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3649         struct isl_basic_map *result = NULL;
3650         struct isl_dim_map *dim_map;
3651         int i;
3652
3653         if (!bmap)
3654                 return NULL;
3655
3656         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3657         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3658         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3659
3660         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3661         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3662         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3663         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3664         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3665         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3666
3667         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3668                         bmap->n_div + n_out,
3669                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3670         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3671         result = add_divs(result, n_out);
3672         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3673                 int j;
3674                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3675                 if (j < 0)
3676                         goto error;
3677                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3678                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3679                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3680                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3681                 if (j < 0)
3682                         goto error;
3683                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3684                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3685                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3686                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3687         }
3688
3689         result = isl_basic_map_simplify(result);
3690         return isl_basic_map_finalize(result);
3691 error:
3692         isl_basic_map_free(result);
3693         return NULL;
3694 }
3695
3696 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3697  * A -> floor(f(A)/d).
3698  */
3699 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3700 {
3701         int i;
3702
3703         map = isl_map_cow(map);
3704         if (!map)
3705                 return NULL;
3706
3707         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3708         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3709         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3710                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3711                 if (!map->p[i])
3712                         goto error;
3713         }
3714
3715         return map;
3716 error:
3717         isl_map_free(map);
3718         return NULL;
3719 }
3720
3721 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3722 {
3723         int i;
3724         unsigned nparam;
3725         unsigned n_in;
3726
3727         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3728         if (i < 0)
3729                 goto error;
3730         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3731         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3732         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3733         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3734         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3735         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3736 error:
3737         isl_basic_map_free(bmap);
3738         return NULL;
3739 }
3740
3741 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3742  */
3743 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3744 {
3745         int i;
3746         unsigned nparam;
3747         unsigned n_in;
3748
3749         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3750         if (i < 0)
3751                 goto error;
3752         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3753         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3754         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3755         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3756         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3757         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3758         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3759 error:
3760         isl_basic_map_free(bmap);
3761         return NULL;
3762 }
3763
3764 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3765  */
3766 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3767         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3768 {
3769         int i;
3770         unsigned nparam;
3771         unsigned n_in;
3772
3773         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3774         if (i < 0)
3775                 goto error;
3776         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3777         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3778         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3779         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3780         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3781         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3782 error:
3783         isl_basic_map_free(bmap);
3784         return NULL;
3785 }
3786
3787 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3788  */
3789 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3790 {
3791         int i;
3792         unsigned nparam;
3793         unsigned n_in;
3794
3795         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3796         if (i < 0)
3797                 goto error;
3798         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3799         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3800         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3801         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3802         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3803         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3804         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3805 error:
3806         isl_basic_map_free(bmap);
3807         return NULL;
3808 }
3809
3810 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3811  */
3812 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3813         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3814 {
3815         int i;
3816         unsigned nparam;
3817         unsigned n_in;
3818
3819         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3820         if (i < 0)
3821                 goto error;
3822         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3823         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3824         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3825         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3826         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3827         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3828 error:
3829         isl_basic_map_free(bmap);
3830         return NULL;
3831 }
3832
3833 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3834         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3835 {
3836         int i;
3837         struct isl_basic_map *bmap;
3838         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3839         if (!bmap)
3840                 return NULL;
3841         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3842                 bmap = var_equal(bmap, i);
3843         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3844 }
3845
3846 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3847  */
3848 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3849         unsigned pos)
3850 {
3851         int i;
3852         struct isl_basic_map *bmap;
3853         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3854         if (!bmap)
3855                 return NULL;
3856         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3857                 bmap = var_equal(bmap, i);
3858         if (bmap)
3859                 bmap = var_less(bmap, pos);
3860         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3861 }
3862
3863 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3864  */
3865 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3866         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3867 {
3868         int i;
3869         isl_basic_map *bmap;
3870
3871         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3872         for (i = 0; i < pos; ++i)
3873                 bmap = var_equal(bmap, i);
3874         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3875         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3876 }
3877
3878 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3879  */
3880 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3881         unsigned pos)
3882 {
3883         int i;
3884         struct isl_basic_map *bmap;
3885         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3886         if (!bmap)
3887                 return NULL;
3888         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3889                 bmap = var_equal(bmap, i);
3890         if (bmap)
3891                 bmap = var_more(bmap, pos);
3892         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3893 }
3894
3895 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3896  */
3897 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3898         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3899 {
3900         int i;
3901         isl_basic_map *bmap;
3902
3903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3904         for (i = 0; i < pos; ++i)
3905                 bmap = var_equal(bmap, i);
3906         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3907         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3908 }
3909
3910 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3911         unsigned n, int equal)
3912 {
3913         struct isl_map *map;
3914         int i;
3915
3916         if (n == 0 && equal)
3917                 return isl_map_universe(dims);
3918
3919         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3920
3921         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3922                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3923                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3924         if (n > 0) {
3925                 if (equal)
3926                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3927                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3928                 else
3929                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3930                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3931         } else
3932                 isl_space_free(dims);
3933
3934         return map;
3935 }
3936
3937 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3938 {
3939         if (!dims)
3940                 return NULL;
3941         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3942 }
3943
3944 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3945 {
3946         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3947 }
3948
3949 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3950 {
3951         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3952 }
3953
3954 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3955 {
3956         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3957 }
3958
3959 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3960 {
3961         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3962 }
3963
3964 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3965         unsigned n, int equal)
3966 {
3967         struct isl_map *map;
3968         int i;
3969
3970         if (n == 0 && equal)
3971                 return isl_map_universe(dims);
3972
3973         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3974
3975         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3976                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3977                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3978         if (n > 0) {
3979                 if (equal)
3980                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3981                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3982                 else
3983                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3984                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3985         } else
3986                 isl_space_free(dims);
3987
3988         return map;
3989 }
3990
3991 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3992 {
3993         if (!dims)
3994                 return NULL;
3995         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3996 }
3997
3998 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3999 {
4000         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4001 }
4002
4003 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4004 {
4005         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4006 }
4007
4008 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4009 {
4010         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4011 }
4012
4013 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4014 {
4015         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4016 }
4017
4018 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4019         __isl_take isl_set *set2)
4020 {
4021         isl_map *map;
4022         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4023         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4024         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4025         return map;
4026 }
4027
4028 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4029         __isl_take isl_set *set2)
4030 {
4031         isl_map *map;
4032         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4033         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4034         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4035         return map;
4036 }
4037
4038 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4039         __isl_take isl_set *set2)
4040 {
4041         isl_map *map;
4042         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4043         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4044         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4045         return map;
4046 }
4047
4048 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4049         __isl_take isl_set *set2)
4050 {
4051         isl_map *map;
4052         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4053         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4054         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4055         return map;
4056 }
4057
4058 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4059         __isl_take isl_map *map2)
4060 {
4061         isl_map *map;
4062         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4063         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4064         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4065         return map;
4066 }
4067
4068 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4069         __isl_take isl_map *map2)
4070 {
4071         isl_map *map;
4072         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4073         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4074         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4075         return map;
4076 }
4077
4078 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4079         __isl_take isl_map *map2)
4080 {
4081         isl_map *map;
4082         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4083         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4084         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4085         return map;
4086 }
4087
4088 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4089         __isl_take isl_map *map2)
4090 {
4091         isl_map *map;
4092         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4093         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4094         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4095         return map;
4096 }
4097
4098 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4099         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4100 {
4101         struct isl_basic_map *bmap;
4102
4103         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4104         if (!bset || !dim)
4105                 goto error;
4106
4107         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4108         isl_space_free(bset->dim);
4109         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4110         bmap->dim = dim;
4111         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4112 error:
4113         isl_basic_set_free(bset);
4114         isl_space_free(dim);
4115         return NULL;
4116 }
4117
4118 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4119 {
4120         if (!bmap)
4121                 goto error;
4122         if (bmap->dim->n_in == 0)
4123                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4124         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4125         if (!bmap)
4126                 goto error;
4127         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4128         if (!bmap->dim)
4129                 goto error;
4130         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4131         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4132 error:
4133         isl_basic_map_free(bmap);
4134         return NULL;
4135 }
4136
4137 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4138  *
4139  *              f - m d >= 0
4140  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4141  *
4142  * Note that the second constraint is the negation of
4143  *
4144  *              f - m d >= n
4145  */
4146 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4147         unsigned pos, isl_int *div)
4148 {
4149         int i, j;
4150         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4151
4152         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4153         if (i < 0)
4154                 return -1;
4155         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4156         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4157
4158         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4159         if (j < 0)
4160                 return -1;
4161         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4162         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4163         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4164         return j;
4165 }
4166
4167 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4168         unsigned pos, isl_int *div)
4169 {
4170         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4171                                                         pos, div);
4172 }
4173
4174 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4175 {
4176         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4177         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4178
4179         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4180                                                         bmap->div[div]);
4181 }
4182
4183 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4184                 struct isl_basic_map *bmap)
4185 {
4186         if (!bmap)
4187                 goto error;
4188         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4189             bmap->n_div == 0 &&
4190             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4191             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4192                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4193         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4194         if (!bmap)
4195                 goto error;
4196         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4197         if (!bmap->dim)
4198                 goto error;
4199         bmap->extra -= bmap->n_div;
4200         bmap->n_div = 0;
4201         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4202         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4203 error:
4204         return NULL;
4205 }
4206
4207 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4208                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4209 {
4210         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4211 }
4212
4213 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4214         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4215 {
4216         struct isl_basic_map *bmap;
4217         struct isl_ctx *ctx;
4218         unsigned total;
4219         int i;
4220
4221         if (!bset || !like)
4222                 goto error;
4223         ctx = bset->ctx;
4224         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4225         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4226         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4227                         goto error);
4228         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4229                 isl_basic_map_free(like);
4230                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4231         }
4232         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4233         if (!bset)
4234                 goto error;
4235         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4236         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4237         isl_space_free(bmap->dim);
4238         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4239         if (!bmap->dim)
4240                 goto error;
4241         bmap->n_div = like->n_div;
4242         bmap->extra += like->n_div;
4243         if (bmap->extra) {
4244                 unsigned ltotal;
4245                 isl_int **div;
4246                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4247                 if (ltotal > total)
4248                         ltotal = total;
4249                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4250                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4251                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4252                         goto error;
4253                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4254                 if (!div)
4255                         goto error;
4256                 bmap->div = div;
4257                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4258                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4259                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4260                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4261                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4262                 }
4263                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4264                                                         0, 2 * like->n_div);
4265                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4266                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4267                                 continue;
4268                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4269                                 goto error;
4270                 }
4271         }
4272         isl_basic_map_free(like);
4273         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4274         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4275         return bmap;
4276 error:
4277         isl_basic_map_free(like);
4278         isl_basic_set_free(bset);
4279         return NULL;
4280 }
4281
4282 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4283         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4284 {
4285         return (struct isl_basic_set *)
4286                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4287 }
4288
4289 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4290         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4291 {
4292         int i;
4293
4294         if (!set || !like)
4295                 goto error;
4296         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4297                     goto error);
4298         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4299                 isl_basic_set_free(like);
4300                 return set;
4301         }
4302         set = isl_set_cow(set);
4303         if (!set)
4304                 goto error;
4305         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4306                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4307                                                       isl_basic_set_copy(like));
4308                 if (!set->p[i])
4309                         goto error;
4310         }
4311         isl_space_free(set->dim);
4312         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4313         if (!set->dim)
4314                 goto error;
4315         isl_basic_set_free(like);
4316         return set;
4317 error:
4318         isl_basic_set_free(like);
4319         isl_set_free(set);
4320         return NULL;
4321 }
4322
4323 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4324 {
4325         int i;
4326
4327         map = isl_map_cow(map);
4328         if (!map)
4329                 return NULL;
4330         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4331         if (!map->dim)
4332                 goto error;
4333
4334         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4335                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4336                                 goto error);
4337         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4338                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4339                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4340                 if (!map->p[i])
4341                         goto error;
4342         }
4343         if (map->n == 0)
4344                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4345         else {
4346                 isl_space_free(map->dim);
4347                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4348         }
4349         if (!map->dim)
4350                 goto error;
4351         return (struct isl_set *)map;
4352 error:
4353         isl_map_free(map);
4354         return NULL;
4355 }
4356
4357 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4358 {
4359         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4360 }
4361
4362 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4363         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4364 {
4365         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4366         if (!bmap || !dim)
4367                 goto error;
4368
4369         isl_space_free(bmap->dim);
4370         bmap->dim = dim;
4371
4372         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4373
4374         return bmap;
4375 error:
4376         isl_basic_map_free(bmap);
4377         isl_space_free(dim);
4378         return NULL;
4379 }
4380
4381 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4382         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4383 {
4384         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4385                                                         dim);
4386 }
4387
4388 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4389         __isl_take isl_space *dim)
4390 {
4391         int i;
4392
4393         map = isl_map_cow(map);
4394         if (!map || !dim)
4395                 goto error;
4396
4397         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4398                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4399                                                     isl_space_copy(dim));
4400                 if (!map->p[i])
4401                         goto error;
4402         }
4403         isl_space_free(map->dim);
4404         map->dim = dim;
4405
4406         return map;
4407 error:
4408         isl_map_free(map);
4409         isl_space_free(dim);
4410         return NULL;
4411 }
4412
4413 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4414         __isl_take isl_space *dim)
4415 {
4416         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4417 }
4418
4419 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4420  */
4421 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4422 {
4423         isl_space *space;
4424         unsigned n;
4425
4426         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4427                 return bset;
4428
4429         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4430         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4431         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4432         space = isl_space_params(space);
4433         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4434         return bset;
4435 }
4436
4437 /* Compute the parameter domain of the given set.
4438  */
4439 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4440 {
4441         isl_space *space;
4442         unsigned n;
4443
4444         if (isl_set_is_params(set))
4445                 return set;
4446
4447         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4448         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4449         space = isl_set_get_space(set);
4450         space = isl_space_params(space);
4451         set = isl_set_reset_space(set, space);
4452         return set;
4453 }
4454
4455 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4456  */
4457 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4458 {
4459         isl_space *space;
4460         space = isl_set_get_space(set);
4461         space = isl_space_set_from_params(space);
4462         set = isl_set_reset_space(set, space);
4463         return set;
4464 }
4465
4466 /* Compute the parameter domain of the given map.
4467  */
4468 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4469 {
4470         isl_space *space;
4471         unsigned n;
4472
4473         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4474         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4475         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4476         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4477         space = isl_map_get_space(map);
4478         space = isl_space_params(space);
4479         map = isl_map_reset_space(map, space);
4480         return map;
4481 }
4482
4483 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4484 {
4485         isl_space *dim;
4486         struct isl_basic_set *domain;
4487         unsigned n_in;
4488         unsigned n_out;
4489
4490         if (!bmap)
4491                 return NULL;
4492         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4493
4494         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4495         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4496         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4497         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4498
4499         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4500
4501         return domain;
4502 }
4503
4504 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4505 {
4506         if (!bmap)
4507                 return -1;
4508         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4509 }
4510
4511 /* Is this basic map actually a set?
4512  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4513  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4514  */
4515 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4516 {
4517         if (!bmap)
4518                 return -1;
4519         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4520 }
4521
4522 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4523 {
4524         if (!bmap)
4525                 return NULL;
4526         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4527                 return bmap;
4528         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4529 }
4530
4531 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4532         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4533 {
4534         int i, k;
4535         isl_space *dim;
4536         isl_basic_map *domain;
4537         int nparam, n_in, n_out;
4538         unsigned total;
4539
4540         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4541         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4542         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4543
4544         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4545         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4546
4547         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4548         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4549         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4550
4551         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4552
4553         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4554                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4555                 if (k < 0)
4556                         goto error;
4557                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4558                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4559                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4560         }
4561
4562         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4563         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4564 error:
4565         isl_basic_map_free(bmap);
4566         return NULL;
4567 }
4568
4569 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4570         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4571 {
4572         int i, k;
4573         isl_space *dim;
4574         isl_basic_map *range;
4575         int nparam, n_in, n_out;
4576         unsigned total;
4577
4578         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4579         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4580         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4581
4582         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4583         range = isl_basic_map_universe(dim);
4584
4585         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4586         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4587         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4588
4589         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4590
4591         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4592                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4593                 if (k < 0)
4594                         goto error;
4595                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4596                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4597                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4598         }
4599
4600         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4601         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4602 error:
4603         isl_basic_map_free(bmap);
4604         return NULL;
4605 }
4606
4607 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4608 {
4609         if (!map)
4610                 return -1;
4611         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4612 }
4613
4614 /* Is this map actually a set?
4615  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4616  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4617  */
4618 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4619 {
4620         if (!map)
4621                 return -1;
4622         return isl_space_is_set(map->dim);
4623 }
4624
4625 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4626 {
4627         int i;
4628         struct isl_set *set;
4629
4630         if (!map)
4631                 goto error;
4632         if (isl_map_is_set(map))
4633                 return (isl_set *)map;
4634
4635         map = isl_map_cow(map);
4636         if (!map)
4637                 goto error;
4638
4639         set = (struct isl_set *) map;
4640         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4641         if (!set->dim)
4642                 goto error;
4643         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4644                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4645                 if (!set->p[i])
4646                         goto error;
4647         }
4648         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4649         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4650         return set;
4651 error:
4652         isl_map_free(map);
4653         return NULL;
4654 }
4655
4656 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4657 {
4658         int i;
4659         isl_space *domain_dim;
4660
4661         map = isl_map_cow(map);
4662         if (!map)
4663                 return NULL;
4664
4665         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4666         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4667         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4668         if (!map->dim)
4669                 goto error;
4670         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4671                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4672                 if (!map->p[i])
4673                         goto error;
4674         }
4675         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4676         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4677         return map;
4678 error:
4679         isl_map_free(map);
4680         return NULL;
4681 }
4682
4683 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4684 {
4685         int i;
4686         isl_space *range_dim;
4687
4688         map = isl_map_cow(map);
4689         if (!map)
4690                 return NULL;
4691
4692         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4693         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4694         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4695         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4696         if (!map->dim)
4697                 goto error;
4698         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4699                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4700                 if (!map->p[i])
4701                         goto error;
4702         }
4703         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4704         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4705         return map;
4706 error:
4707         isl_map_free(map);
4708         return NULL;
4709 }
4710
4711 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4712         __isl_take isl_space *dim)
4713 {
4714         int i;
4715         struct isl_map *map = NULL;
4716
4717         set = isl_set_cow(set);
4718         if (!set || !dim)
4719                 goto error;
4720         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4721         map = (struct isl_map *)set;
4722         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4723                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4724                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4725                 if (!map->p[i])
4726                         goto error;
4727         }
4728         isl_space_free(map->dim);
4729         map->dim = dim;
4730         return map;
4731 error:
4732         isl_space_free(dim);
4733         isl_set_free(set);
4734         return NULL;
4735 }
4736
4737 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4738         __isl_take isl_basic_set *bset)
4739 {
4740         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4741 }
4742
4743 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4744         __isl_take isl_basic_set *bset)
4745 {
4746         isl_space *space;
4747         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4748         space = isl_space_from_range(space);
4749         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4750         return (isl_basic_map *)bset;
4751 }
4752
4753 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4754 {
4755         isl_space *space;
4756         space = isl_set_get_space(set);
4757         space = isl_space_from_range(space);
4758         set = isl_set_reset_space(set, space);
4759         return (struct isl_map *)set;
4760 }
4761
4762 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4763 {
4764         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4765 }
4766
4767 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4768         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4769 {
4770         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4771 }
4772
4773 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4774         __isl_take isl_set *range)
4775 {
4776         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4777 }
4778
4779 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4780 {
4781         int i;
4782         struct isl_set *set = NULL;
4783
4784         if (!map)
4785                 return NULL;
4786         map = isl_map_cow(map);
4787         if (!map)
4788                 return NULL;
4789         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4790         if (!map->dim)
4791                 goto error;
4792         set = (struct isl_set *)map;
4793         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4794                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4795                 if (!set->p[i])
4796                         goto error;
4797         }
4798         return set;
4799 error:
4800         isl_map_free(map);
4801         return NULL;
4802 }
4803
4804 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4805         unsigned flags)
4806 {
4807         struct isl_map *map;
4808
4809         if (!dim)
4810                 return NULL;
4811         if (n < 0)
4812                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4813                         "negative number of basic maps", goto error);
4814         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4815                         sizeof(struct isl_map) +
4816                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4817         if (!map)
4818                 goto error;
4819
4820         map->ctx = dim->ctx;
4821         isl_ctx_ref(map->ctx);
4822         map->ref = 1;
4823         map->size = n;
4824         map->n = 0;
4825         map->dim = dim;
4826         map->flags = flags;
4827         return map;
4828 error:
4829         isl_space_free(dim);
4830         return NULL;
4831 }
4832
4833 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4834                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4835                 unsigned flags)
4836 {
4837         struct isl_map *map;
4838         isl_space *dims;
4839
4840         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4841         if (!dims)
4842                 return NULL;
4843
4844         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4845         return map;
4846 }
4847
4848 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4849 {
4850         struct isl_basic_map *bmap;
4851         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4852         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4853         return bmap;
4854 }
4855
4856 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4857 {
4858         struct isl_basic_set *bset;
4859         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4860         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4861         return bset;
4862 }
4863
4864 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4865 {
4866         struct isl_basic_map *bmap;
4867         if (!model)
4868                 return NULL;
4869         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4870         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4871         return bmap;
4872 }
4873
4874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4875 {
4876         struct isl_basic_map *bmap;
4877         if (!model)
4878                 return NULL;
4879         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4880         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4881         return bmap;
4882 }
4883
4884 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4885 {
4886         struct isl_basic_set *bset;
4887         if (!model)
4888                 return NULL;
4889         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4890         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4891         return bset;
4892 }
4893
4894 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4895 {
4896         struct isl_basic_map *bmap;
4897         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4898         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4899         return bmap;
4900 }
4901
4902 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4903 {
4904         struct isl_basic_set *bset;
4905         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4906         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4907         return bset;
4908 }
4909
4910 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4911 {
4912         int i;
4913         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4914         isl_basic_map *bmap;
4915
4916         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4917         for (i = 0; i < total; ++i) {
4918                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4919                 if (k < 0)
4920                         goto error;
4921                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4922                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4923         }
4924         return bmap;
4925 error:
4926         isl_basic_map_free(bmap);
4927         return NULL;
4928 }
4929
4930 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4931 {
4932         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4933 }
4934
4935 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4936 {
4937         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4938 }
4939
4940 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4941 {
4942         return isl_map_nat_universe(dim);
4943 }
4944
4945 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4946                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4947 {
4948         if (!model)
4949                 return NULL;
4950         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4951 }
4952
4953 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_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_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4961         __isl_keep isl_set *model)
4962 {
4963         if (!model)
4964                 return NULL;
4965         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4966 }
4967
4968 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4969 {
4970         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4971 }
4972
4973 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4974 {
4975         if (!model)
4976                 return NULL;
4977         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4978 }
4979
4980 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4981 {
4982         if (!model)
4983                 return NULL;
4984         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4985 }
4986
4987 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4988 {
4989         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4990 }
4991
4992 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4993 {
4994         if (!model)
4995                 return NULL;
4996         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4997 }
4998
4999 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5000 {
5001         struct isl_map *map;
5002         if (!dim)
5003                 return NULL;
5004         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5005         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5006         return map;
5007 }
5008
5009 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5010 {
5011         struct isl_set *set;
5012         if (!dim)
5013                 return NULL;
5014         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5015         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5016         return set;
5017 }
5018
5019 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5020 {
5021         if (!model)
5022                 return NULL;
5023         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5024 }
5025
5026 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5027 {
5028         int i;
5029         struct isl_map *dup;
5030
5031         if (!map)
5032                 return NULL;
5033         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5034         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5035                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5036         return dup;
5037 }
5038
5039 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5040                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5041 {
5042         if (!bmap || !map)
5043                 goto error;
5044         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5045                 isl_basic_map_free(bmap);
5046                 return map;
5047         }
5048         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5049         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5050         map->p[map->n] = bmap;
5051         map->n++;
5052         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5053         return map;
5054 error:
5055         if (map)
5056                 isl_map_free(map);
5057         if (bmap)
5058                 isl_basic_map_free(bmap);
5059         return NULL;
5060 }
5061
5062 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5063 {
5064         int i;
5065
5066         if (!map)
5067                 return NULL;
5068
5069         if (--map->ref > 0)
5070                 return NULL;
5071
5072         isl_ctx_deref(map->ctx);
5073         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5074                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5075         isl_space_free(map->dim);
5076         free(map);
5077
5078         return NULL;
5079 }
5080
5081 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5082                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5083 {
5084         int i;
5085
5086         base = isl_map_cow(base);
5087         if (!base)
5088                 return NULL;
5089
5090         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5091         if (!base->dim)
5092                 goto error;
5093         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5094                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5095                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5096                 if (!base->p[i])
5097                         goto error;
5098         }
5099         return base;
5100 error:
5101         isl_map_free(base);
5102         return NULL;
5103 }
5104
5105 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5106                 unsigned nparam, unsigned dim)
5107 {
5108         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5109                                                         nparam, 0, dim);
5110 }
5111
5112 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5113         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5114 {
5115         int j;
5116
5117         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5118         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5119         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5120         if (j < 0)
5121                 goto error;
5122         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5123         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5124         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5125         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5126         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5127 error:
5128         isl_basic_map_free(bmap);
5129         return NULL;
5130 }
5131
5132 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5133         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5134 {
5135         int j;
5136
5137         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5138         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5139         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5140         if (j < 0)
5141                 goto error;
5142         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5143         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5144         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5145         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5146         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5147 error:
5148         isl_basic_map_free(bmap);
5149         return NULL;
5150 }
5151
5152 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5153                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5154 {
5155         if (!bmap)
5156                 return NULL;
5157         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5158         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5159                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5160 error:
5161         isl_basic_map_free(bmap);
5162         return NULL;
5163 }
5164
5165 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5166                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5167 {
5168         if (!bmap)
5169                 return NULL;
5170         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5171         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5172                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5173 error:
5174         isl_basic_map_free(bmap);
5175         return NULL;
5176 }
5177
5178 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5179                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5180 {
5181         return (struct isl_basic_set *)
5182                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5183                                         type, pos, value);
5184 }
5185
5186 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5187                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5188 {
5189         return (struct isl_basic_set *)
5190                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5191                                         type, pos, value);
5192 }
5193
5194 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5195                 unsigned input, int value)
5196 {
5197         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5198 }
5199
5200 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5201                 unsigned dim, int value)
5202 {
5203         return (struct isl_basic_set *)
5204                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5205                                         isl_dim_set, dim, value);
5206 }
5207
5208 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5209 {
5210         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5211
5212         if (empty < 0)
5213                 return -1;
5214         if (!empty)
5215                 return 0;
5216
5217         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5218         if (i != map->n - 1) {
5219                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5220                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5221         }
5222         map->n--;
5223
5224         return 0;
5225 }
5226
5227 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5228                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5229 {
5230         int i;
5231
5232         map = isl_map_cow(map);
5233         if (!map)
5234                 return NULL;
5235
5236         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5237         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5238                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5239                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5240                         goto error;
5241         }
5242         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5243         return map;
5244 error:
5245         isl_map_free(map);
5246         return NULL;
5247 }
5248
5249 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5250                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5251 {
5252         return (struct isl_set *)
5253                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5254 }
5255
5256 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5257                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5258 {
5259         int i;
5260
5261         map = isl_map_cow(map);
5262         if (!map)
5263                 return NULL;
5264
5265         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5266         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5267                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5268                 if (!map->p[i])
5269                         goto error;
5270         }
5271         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5272         return map;
5273 error:
5274         isl_map_free(map);
5275         return NULL;
5276 }
5277
5278 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5279                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5280 {
5281         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5282 }
5283
5284 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5285                 unsigned input, int value)
5286 {
5287         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5288 }
5289
5290 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5291 {
5292         return (struct isl_set *)
5293                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5294 }
5295
5296 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5297         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5298         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5299 {
5300         int j;
5301
5302         if (!bmap)
5303                 return NULL;
5304         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5305         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5306         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5307         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5308         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5309         if (j < 0)
5310                 goto error;
5311         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5312         if (upper) {
5313                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5314                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5315         } else {
5316                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5317                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5318         }
5319         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5320         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5321 error:
5322         isl_basic_map_free(bmap);
5323         return NULL;
5324 }
5325
5326 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5327         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5328         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5329 {
5330         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5331 }
5332
5333 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5334  */
5335 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5336         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5337         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5338 {
5339         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5340 }
5341
5342 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5343         unsigned dim, isl_int value)
5344 {
5345         int j;
5346
5347         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5348         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5349         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5350         if (j < 0)
5351                 goto error;
5352         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5353         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5354         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5355         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5356         return isl_basic_set_finalize(bset);
5357 error:
5358         isl_basic_set_free(bset);
5359         return NULL;
5360 }
5361
5362 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5363         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5364 {
5365         int i;
5366
5367         map = isl_map_cow(map);
5368         if (!map)
5369                 return NULL;
5370
5371         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5372         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5373                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5374                                                  type, pos, value, upper);
5375                 if (!map->p[i])
5376                         goto error;
5377         }
5378         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5379         return map;
5380 error:
5381         isl_map_free(map);
5382         return NULL;
5383 }
5384
5385 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5386         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5387 {
5388         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5389 }
5390
5391 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5392         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5393 {
5394         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5395 }
5396
5397 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5398                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5399 {
5400         return (struct isl_set *)
5401                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5402 }
5403
5404 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5405         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5406 {
5407         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5408 }
5409
5410 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5411  * is set) to "value".
5412  */
5413 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5414         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5415         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5416 {
5417         int j;
5418
5419         if (!bmap)
5420                 return NULL;
5421         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5422                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5423                         "index out of bounds", goto error);
5424         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5425         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5426         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5427         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5428         if (j < 0)
5429                 goto error;
5430         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5431         if (upper) {
5432                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5433                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5434         } else {
5435                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5436                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5437         }
5438         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5439         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5440 error:
5441         isl_basic_map_free(bmap);
5442         return NULL;
5443 }
5444
5445 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5446  * is set) to "value".
5447  */
5448 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5449         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5450 {
5451         int i;
5452
5453         map = isl_map_cow(map);
5454         if (!map)
5455                 return NULL;
5456
5457         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5458                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5459                         "index out of bounds", goto error);
5460         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5461                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5462                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5463                         goto error;
5464         }
5465         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5466         return map;
5467 error:
5468         isl_map_free(map);
5469         return NULL;
5470 }
5471
5472 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5473         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5474 {
5475         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5476 }
5477
5478 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5479         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5480 {
5481         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5482 }
5483
5484 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5485         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5486 {
5487         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5488 }
5489
5490 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5491         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5492 {
5493         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5494 }
5495
5496 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5497                                         isl_int value)
5498 {
5499         int i;
5500
5501         set = isl_set_cow(set);
5502         if (!set)
5503                 return NULL;
5504
5505         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5506         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5507                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5508                 if (!set->p[i])
5509                         goto error;
5510         }
5511         return set;
5512 error:
5513         isl_set_free(set);
5514         return NULL;
5515 }
5516
5517 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5518 {
5519         int i;
5520
5521         map = isl_map_cow(map);
5522         if (!map)
5523                 return NULL;
5524
5525         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5526         if (!map->dim)
5527                 goto error;
5528         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5529                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5530                 if (!map->p[i])
5531                         goto error;
5532         }
5533         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5534         return map;
5535 error:
5536         isl_map_free(map);
5537         return NULL;
5538 }
5539
5540 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5541                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5542                 struct isl_set **empty, int max)
5543 {
5544         if (!bmap)
5545                 goto error;
5546         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5547                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5548         else
5549                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5550 error:
5551         isl_basic_map_free(bmap);
5552         isl_basic_set_free(dom);
5553         if (empty)
5554                 *empty = NULL;
5555         return NULL;
5556 }
5557
5558 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5559                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5560                 struct isl_set **empty)
5561 {
5562         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5563 }
5564
5565 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5566                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5567                 struct isl_set **empty)
5568 {
5569         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5570 }
5571
5572 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5573                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5574                 struct isl_set **empty)
5575 {
5576         return (struct isl_set *)
5577                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5578                         dom, empty);
5579 }
5580
5581 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5582                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5583                 struct isl_set **empty)
5584 {
5585         return (struct isl_set *)
5586                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5587                         dom, empty);
5588 }
5589
5590 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5591         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5592         __isl_give isl_set **empty)
5593 {
5594         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5595 }
5596
5597 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5598         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5599         __isl_give isl_set **empty)
5600 {
5601         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5602 }
5603
5604 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5605         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5606         __isl_give isl_set **empty)
5607 {
5608         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5609 }
5610
5611 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5612         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5613         __isl_give isl_set **empty)
5614 {
5615         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5616 }
5617
5618 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5619         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5620 {
5621         isl_basic_set *dom = NULL;
5622         isl_space *dom_space;
5623
5624         if (!bmap)
5625                 goto error;
5626         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5627         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5628         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5629 error:
5630         isl_basic_map_free(bmap);
5631         return NULL;
5632 }
5633
5634 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5635         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5636 {
5637         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5638 }
5639
5640 #undef TYPE
5641 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5642 #undef SUFFIX
5643 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5644 #undef EMPTY
5645 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5646 #undef ADD
5647 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5648 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5649
5650 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5651  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5652  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5653  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5654  *
5655  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5656  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5657  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5658  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5659  * update both "res" and "todo".
5660  */
5661 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5662         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5663         __isl_give isl_set **empty, int max)
5664 {
5665         int i;
5666         isl_pw_multi_aff *res;
5667         isl_set *todo;
5668
5669         if (!map || !dom)
5670                 goto error;
5671
5672         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5673                 if (empty)
5674                         *empty = dom;
5675                 else
5676                         isl_set_free(dom);
5677                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5678         }
5679
5680         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5681                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5682                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5683
5684         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5685                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5686                 isl_set *todo_i;
5687
5688                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5689                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5690                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5691
5692                 if (max)
5693                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5694                 else
5695                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5696
5697                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5698         }
5699
5700         isl_set_free(dom);
5701         isl_map_free(map);
5702
5703         if (empty)
5704                 *empty = todo;
5705         else
5706                 isl_set_free(todo);
5707
5708         return res;
5709 error:
5710         if (empty)
5711                 *empty = NULL;
5712         isl_set_free(dom);
5713         isl_map_free(map);
5714         return NULL;
5715 }
5716
5717 #undef TYPE
5718 #define TYPE    isl_map
5719 #undef SUFFIX
5720 #define SUFFIX
5721 #undef EMPTY
5722 #define EMPTY   isl_map_empty
5723 #undef ADD
5724 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5725 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5726
5727 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5728  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5729  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5730  *
5731  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5732  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5733  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5734  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5735  * update both "res" and "todo".
5736  *
5737  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5738  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5739  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5740  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5741  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5742  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5743  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5744  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5745  * for the ith basic map, i.e.,
5746  *
5747  *      todo^i = todo^k * todo_i
5748  *
5749  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5750  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5751  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5752  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5753  * the lexicographic order.)
5754  * In practice, we compute
5755  *
5756  *      res^k * (res_i . "<=")
5757  *
5758  * and
5759  *
5760  *      res_i * (res^k . "<")
5761  *
5762  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5763  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5764  * that one, i.e.,
5765  *
5766  *      res^k * todo_i
5767  * and
5768  *      res_i * todo^k
5769  *
5770  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5771  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5772  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5773  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5774  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5775  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5776  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5777  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5778  * the previous basic maps.
5779  */
5780 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5781                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5782                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5783 {
5784         int i;
5785         struct isl_map *res;
5786         struct isl_set *todo;
5787
5788         if (!map || !dom)
5789                 goto error;
5790
5791         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5792                 if (empty)
5793                         *empty = dom;
5794                 else
5795                         isl_set_free(dom);
5796                 return map;
5797         }
5798
5799         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5800                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5801
5802         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5803                 isl_map *lt, *le;
5804                 isl_map *res_i;
5805                 isl_set *todo_i;
5806                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5807
5808                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5809                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5810
5811                 if (max) {
5812                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5813                         le = isl_map_lex_le(dim);
5814                 } else {
5815                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5816                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5817                 }
5818                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5819                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5820                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5821                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5822
5823                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5824                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5825                                                         isl_set_copy(todo_i));
5826                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5827                                                         isl_set_copy(todo));
5828                 }
5829
5830                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5831                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5832                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5833
5834                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5835         }
5836
5837         isl_set_free(dom);
5838         isl_map_free(map);
5839
5840         if (empty)
5841                 *empty = todo;
5842         else
5843                 isl_set_free(todo);
5844
5845         return res;
5846 error:
5847         if (empty)
5848                 *empty = NULL;
5849         isl_set_free(dom);
5850         isl_map_free(map);
5851         return NULL;
5852 }
5853
5854 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5855                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5856                 __isl_give isl_set **empty)
5857 {
5858         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5859 }
5860
5861 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5862                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5863                 __isl_give isl_set **empty)
5864 {
5865         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5866 }
5867
5868 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5869                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5870                 __isl_give isl_set **empty)
5871 {
5872         return (struct isl_set *)
5873                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5874                         dom, empty);
5875 }
5876
5877 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5878                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5879                 __isl_give isl_set **empty)
5880 {
5881         return (struct isl_set *)
5882                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5883                         dom, empty);
5884 }
5885
5886 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5887 {
5888         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5889         isl_space *dom_dim;
5890
5891         if (!bmap)
5892                 goto error;
5893         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5894         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5895         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5896 error:
5897         isl_basic_map_free(bmap);
5898         return NULL;
5899 }
5900
5901 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5902 {
5903         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5904 }
5905
5906 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5907 {
5908         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5909 }
5910
5911 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5912 {
5913         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5914 }
5915
5916 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5917 {
5918         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
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 static __isl_give 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_any_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_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9075         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9076 {
9077         return has_any_bound(set, type, pos,
9078                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9079 }
9080
9081 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9082  */
9083 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9084         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9085 {
9086         return has_any_bound(set, type, pos,
9087                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9088 }
9089
9090 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9091  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9092  * elements of the array "signs".
9093  * Sign
9094  *      1 means that the variable is non-negative
9095  *      -1 means that the variable is non-positive
9096  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9097  */
9098 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9099         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9100 {
9101         isl_vec *bound = NULL;
9102         struct isl_tab *tab = NULL;
9103         struct isl_tab_undo *snap;
9104         int i;
9105
9106         if (!bset || !signs)
9107                 return -1;
9108
9109         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9110         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9111         if (!bound || !tab)
9112                 goto error;
9113
9114         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9115         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9116
9117         snap = isl_tab_snap(tab);
9118         for (i = 0; i < n; ++i) {
9119                 int empty;
9120
9121                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9122                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9123                         goto error;
9124                 empty = tab->empty;
9125                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9126                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9127                         goto error;
9128
9129                 if (empty) {
9130                         signs[i] = 1;
9131                         continue;
9132                 }
9133
9134                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9135                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9136                         goto error;
9137                 empty = tab->empty;
9138                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9139                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9140                         goto error;
9141
9142                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9143         }
9144
9145         isl_tab_free(tab);
9146         isl_vec_free(bound);
9147         return 0;
9148 error:
9149         isl_tab_free(tab);
9150         isl_vec_free(bound);
9151         return -1;
9152 }
9153
9154 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9155         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9156 {
9157         if (!bset || !signs)
9158                 return -1;
9159         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9160                 return -1);
9161
9162         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9163         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9164 }
9165
9166 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9167  * In particular, for each output dimension, check that there is
9168  * an equality that defines the output dimension in terms of
9169  * earlier dimensions.
9170  */
9171 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9172 {
9173         int i, j;
9174         unsigned total;
9175         unsigned n_out;
9176         unsigned o_out;
9177
9178         if (!bmap)
9179                 return -1;
9180
9181         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9182         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9183         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9184
9185         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9186                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9187                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9188                                 continue;
9189                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9190                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9191                                 break;
9192                 }
9193                 if (j >= bmap->n_eq)
9194                         return 0;
9195         }
9196
9197         return 1;
9198 }
9199
9200 /* Check if the given basic map is single-valued.
9201  * We simply compute
9202  *
9203  *      M \circ M^-1
9204  *
9205  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9206  */
9207 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9208 {
9209         isl_space *space;
9210         isl_basic_map *test;
9211         isl_basic_map *id;
9212         int sv;
9213
9214         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9215         if (sv < 0 || sv)
9216                 return sv;
9217
9218         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9219         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9220
9221         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9222         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9223         id = isl_basic_map_identity(space);
9224
9225         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9226
9227         isl_basic_map_free(test);
9228         isl_basic_map_free(id);
9229
9230         return sv;
9231 }
9232
9233 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9234  */
9235 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9236 {
9237         if (!map)
9238                 return -1;
9239         if (map->n == 0)
9240                 return 1;
9241         if (map->n >= 2)
9242                 return 0;
9243
9244         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9245 }
9246
9247 /* Check if the given map is single-valued.
9248  * We simply compute
9249  *
9250  *      M \circ M^-1
9251  *
9252  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9253  */
9254 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9255 {
9256         isl_space *dim;
9257         isl_map *test;
9258         isl_map *id;
9259         int sv;
9260
9261         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9262         if (sv < 0 || sv)
9263                 return sv;
9264
9265         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9266         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9267
9268         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9269         id = isl_map_identity(dim);
9270
9271         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9272
9273         isl_map_free(test);
9274         isl_map_free(id);
9275
9276         return sv;
9277 }
9278
9279 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9280 {
9281         int in;
9282
9283         map = isl_map_copy(map);
9284         map = isl_map_reverse(map);
9285         in = isl_map_is_single_valued(map);
9286         isl_map_free(map);
9287
9288         return in;
9289 }
9290
9291 /* Check if the given map is obviously injective.
9292  */
9293 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9294 {
9295         int in;
9296
9297         map = isl_map_copy(map);
9298         map = isl_map_reverse(map);
9299         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9300         isl_map_free(map);
9301
9302         return in;
9303 }
9304
9305 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9306 {
9307         int sv;
9308
9309         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9310         if (sv < 0 || !sv)
9311                 return sv;
9312
9313         return isl_map_is_injective(map);
9314 }
9315
9316 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9317 {
9318         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9319 }
9320
9321 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9322 {
9323         int ok;
9324         isl_set *delta;
9325
9326         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9327         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9328         isl_set_free(delta);
9329
9330         return ok;
9331 }
9332
9333 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9334 {
9335         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9336                 return 0;
9337         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9338                 return 0;
9339         return 1;
9340 }
9341
9342 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9343 {
9344         int i, j;
9345         unsigned nvar;
9346         unsigned ovar;
9347
9348         if (!bset)
9349                 return -1;
9350
9351         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9352                 return 0;
9353
9354         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9355         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9356         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9357                 int lower = 0, upper = 0;
9358                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9359                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9360                                 continue;
9361                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9362                                 return 0;
9363                         break;
9364                 }
9365                 if (i < bset->n_eq)
9366                         continue;
9367                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9368                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9369                                 continue;
9370                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9371                                 return 0;
9372                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9373                                 lower = 1;
9374                         else
9375                                 upper = 1;
9376                 }
9377                 if (!lower || !upper)
9378                         return 0;
9379         }
9380
9381         return 1;
9382 }
9383
9384 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9385 {
9386         if (!set)
9387                 return -1;
9388         if (set->n != 1)
9389                 return 0;
9390
9391         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9392 }
9393
9394 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9395 {
9396         if (!bset)
9397                 return -1;
9398         
9399         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9400 }
9401
9402 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9403 {
9404         if (!set)
9405                 return -1;
9406         
9407         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9408 }
9409
9410 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9411 {
9412         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9413         if (!bmap)
9414                 return NULL;
9415
9416         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9417         if (!bmap->dim)
9418                 goto error;
9419
9420         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9421
9422         return (isl_basic_set *)bmap;
9423 error:
9424         isl_basic_map_free(bmap);
9425         return NULL;
9426 }
9427
9428 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9429 {
9430         int i;
9431
9432         map = isl_map_cow(map);
9433         if (!map)
9434                 return NULL;
9435
9436         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9437                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9438                 if (!map->p[i])
9439                         goto error;
9440         }
9441         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9442         if (!map->dim)
9443                 goto error;
9444
9445         return (isl_set *)map;
9446 error:
9447         isl_map_free(map);
9448         return NULL;
9449 }
9450
9451 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9452 {
9453         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9454         if (!bset)
9455                 return NULL;
9456
9457         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9458         if (!bset->dim)
9459                 goto error;
9460
9461         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9462
9463         return (isl_basic_map *)bset;
9464 error:
9465         isl_basic_set_free(bset);
9466         return NULL;
9467 }
9468
9469 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9470 {
9471         int i;
9472
9473         if (!set)
9474                 return NULL;
9475
9476         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9477                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9478                         goto error);
9479
9480         set = isl_set_cow(set);
9481         if (!set)
9482                 return NULL;
9483
9484         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9485                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9486                 if (!set->p[i])
9487                         goto error;
9488         }
9489
9490         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9491         if (!set->dim)
9492                 goto error;
9493
9494         return (isl_map *)set;
9495 error:
9496         isl_set_free(set);
9497         return NULL;
9498 }
9499
9500 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9501         enum isl_dim_type type)
9502 {
9503         if (!bmap)
9504                 return NULL;
9505
9506         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9507                 return bmap;
9508
9509         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9510         if (!bmap)
9511                 return NULL;
9512
9513         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9514         if (!bmap->dim)
9515                 goto error;
9516
9517         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9518
9519         return bmap;
9520 error:
9521         isl_basic_map_free(bmap);
9522         return NULL;
9523 }
9524
9525 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9526         enum isl_dim_type type)
9527 {
9528         int i;
9529
9530         if (!map)
9531                 return NULL;
9532
9533         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9534                 return map;
9535
9536         map = isl_map_cow(map);
9537         if (!map)
9538                 return NULL;
9539
9540         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9541                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9542                 if (!map->p[i])
9543                         goto error;
9544         }
9545         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9546         if (!map->dim)
9547                 goto error;
9548
9549         return map;
9550 error:
9551         isl_map_free(map);
9552         return NULL;
9553 }
9554
9555 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9556 {
9557         if (!bmap)
9558                 return NULL;
9559
9560         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9561                 return bmap;
9562
9563         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9564         if (!bmap)
9565                 return NULL;
9566
9567         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9568         if (!bmap->dim)
9569                 goto error;
9570
9571         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9572
9573         return bmap;
9574 error:
9575         isl_basic_map_free(bmap);
9576         return NULL;
9577 }
9578
9579 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9580 {
9581         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9582 }
9583
9584 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9585         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9586 {
9587         if (!bmap)
9588                 return NULL;
9589
9590         if (!bmap->dim->nested[0])
9591                 return bmap;
9592
9593         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9594         if (!bmap)
9595                 return NULL;
9596
9597         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9598         if (!bmap->dim)
9599                 goto error;
9600
9601         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9602
9603         return bmap;
9604 error:
9605         isl_basic_map_free(bmap);
9606         return NULL;
9607 }
9608
9609 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9610         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9611 {
9612         if (!bmap)
9613                 return NULL;
9614
9615         if (!bmap->dim->nested[1])
9616                 return bmap;
9617
9618         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9619         if (!bmap)
9620                 return NULL;
9621
9622         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9623         if (!bmap->dim)
9624                 goto error;
9625
9626         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9627
9628         return bmap;
9629 error:
9630         isl_basic_map_free(bmap);
9631         return NULL;
9632 }
9633
9634 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9635 {
9636         int i;
9637
9638         if (!map)
9639                 return NULL;
9640
9641         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9642                 return map;
9643
9644         map = isl_map_cow(map);
9645         if (!map)
9646                 return NULL;
9647
9648         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9649                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9650                 if (!map->p[i])
9651                         goto error;
9652         }
9653         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9654         if (!map->dim)
9655                 goto error;
9656
9657         return map;
9658 error:
9659         isl_map_free(map);
9660         return NULL;
9661 }
9662
9663 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9664 {
9665         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9666 }
9667
9668 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9669 {
9670         isl_space *dim, *flat_dim;
9671         isl_map *map;
9672
9673         dim = isl_set_get_space(set);
9674         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9675         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9676         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9677
9678         return map;
9679 }
9680
9681 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9682 {
9683         int i;
9684
9685         if (!map)
9686                 return NULL;
9687
9688         if (!map->dim->nested[0])
9689                 return map;
9690
9691         map = isl_map_cow(map);
9692         if (!map)
9693                 return NULL;
9694
9695         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9696                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9697                 if (!map->p[i])
9698                         goto error;
9699         }
9700         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9701         if (!map->dim)
9702                 goto error;
9703
9704         return map;
9705 error:
9706         isl_map_free(map);
9707         return NULL;
9708 }
9709
9710 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9711 {
9712         int i;
9713
9714         if (!map)
9715                 return NULL;
9716
9717         if (!map->dim->nested[1])
9718                 return map;
9719
9720         map = isl_map_cow(map);
9721         if (!map)
9722                 return NULL;
9723
9724         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9725                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9726                 if (!map->p[i])
9727                         goto error;
9728         }
9729         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9730         if (!map->dim)
9731                 goto error;
9732
9733         return map;
9734 error:
9735         isl_map_free(map);
9736         return NULL;
9737 }
9738
9739 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9740  * and set the dimension specification to "dim".
9741  */
9742 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9743         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9744 {
9745         isl_basic_map *res;
9746         unsigned flags;
9747
9748         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9749         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9750                 goto error;
9751
9752         flags = bmap->flags;
9753         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9754         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9755         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9756         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9757                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9758         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9759         if (res)
9760                 res->flags = flags;
9761         res = isl_basic_map_finalize(res);
9762         return res;
9763 error:
9764         free(dim_map);
9765         isl_basic_map_free(bmap);
9766         isl_space_free(dim);
9767         return NULL;
9768 }
9769
9770 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9771  */
9772 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9773         __isl_take isl_reordering *r)
9774 {
9775         int i;
9776         struct isl_dim_map *dim_map;
9777
9778         map = isl_map_cow(map);
9779         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9780         if (!map || !r || !dim_map)
9781                 goto error;
9782
9783         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9784                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9785
9786                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9787
9788                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9789                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9790
9791                 if (!map->p[i])
9792                         goto error;
9793         }
9794
9795         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9796
9797         isl_reordering_free(r);
9798         free(dim_map);
9799         return map;
9800 error:
9801         free(dim_map);
9802         isl_map_free(map);
9803         isl_reordering_free(r);
9804         return NULL;
9805 }
9806
9807 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9808         __isl_take isl_reordering *r)
9809 {
9810         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9811 }
9812
9813 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9814         __isl_take isl_space *model)
9815 {
9816         isl_ctx *ctx;
9817
9818         if (!map || !model)
9819                 goto error;
9820
9821         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9822         if (!isl_space_has_named_params(model))
9823                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9824                         "model has unnamed parameters", goto error);
9825         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9826                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9827                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9828         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9829                 isl_reordering *exp;
9830
9831                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9832                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9833                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9834                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9835                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9836                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9837                 map = isl_map_realign(map, exp);
9838         }
9839
9840         isl_space_free(model);
9841         return map;
9842 error:
9843         isl_space_free(model);
9844         isl_map_free(map);
9845         return NULL;
9846 }
9847
9848 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9849         __isl_take isl_space *model)
9850 {
9851         return isl_map_align_params(set, model);
9852 }
9853
9854 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
9855  * additional parameters if needed.
9856  */
9857 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
9858         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
9859 {
9860         isl_ctx *ctx;
9861
9862         if (!bmap || !model)
9863                 goto error;
9864
9865         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9866         if (!isl_space_has_named_params(model))
9867                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9868                         "model has unnamed parameters", goto error);
9869         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
9870                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9871                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9872         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9873                 isl_reordering *exp;
9874                 struct isl_dim_map *dim_map;
9875
9876                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9877                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9878                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9879                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9880                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
9881                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
9882                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
9883                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
9884                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
9885                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
9886                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
9887                 isl_reordering_free(exp);
9888                 free(dim_map);
9889         }
9890
9891         isl_space_free(model);
9892         return bmap;
9893 error:
9894         isl_space_free(model);
9895         isl_basic_map_free(bmap);
9896         return NULL;
9897 }
9898
9899 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
9900  * additional parameters if needed.
9901  */
9902 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
9903         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
9904 {
9905         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
9906 }
9907
9908 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9909                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9910                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9911                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9912 {
9913         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9914         struct isl_mat *mat;
9915         int i, j, k;
9916         int pos;
9917
9918         if (!bmap)
9919                 return NULL;
9920         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9921                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9922         if (!mat)
9923                 return NULL;
9924         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9925                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9926                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9927                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9928                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9929                                             bmap->eq[i][off + k]);
9930                                 ++pos;
9931                         }
9932                 }
9933
9934         return mat;
9935 }
9936
9937 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9938                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9939                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9940                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9941 {
9942         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9943         struct isl_mat *mat;
9944         int i, j, k;
9945         int pos;
9946
9947         if (!bmap)
9948                 return NULL;
9949         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9950                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9951         if (!mat)
9952                 return NULL;
9953         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9954                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9955                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9956                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9957                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9958                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9959                                 ++pos;
9960                         }
9961                 }
9962
9963         return mat;
9964 }
9965
9966 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9967         __isl_take isl_space *dim,
9968         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9969         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9970         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9971 {
9972         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9973         isl_basic_map *bmap;
9974         unsigned total;
9975         unsigned extra;
9976         int i, j, k, l;
9977         int pos;
9978
9979         if (!dim || !eq || !ineq)
9980                 goto error;
9981
9982         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9983                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9984                         "equalities and inequalities matrices should have "
9985                         "same number of columns", goto error);
9986
9987         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9988
9989         if (eq->n_col < total)
9990                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9991                         "number of columns too small", goto error);
9992
9993         extra = eq->n_col - total;
9994
9995         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9996                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9997         if (!bmap)
9998                 goto error;
9999         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10000                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10001                 if (k < 0)
10002                         goto error;
10003                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10004         }
10005         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10006                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10007                 if (l < 0)
10008                         goto error;
10009                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10010                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10011                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10012                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10013                                             eq->row[i][pos]);
10014                                 ++pos;
10015                         }
10016                 }
10017         }
10018         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10019                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10020                 if (l < 0)
10021                         goto error;
10022                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10023                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10024                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10025                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10026                                             ineq->row[i][pos]);
10027                                 ++pos;
10028                         }
10029                 }
10030         }
10031
10032         isl_space_free(dim);
10033         isl_mat_free(eq);
10034         isl_mat_free(ineq);
10035
10036         return bmap;
10037 error:
10038         isl_space_free(dim);
10039         isl_mat_free(eq);
10040         isl_mat_free(ineq);
10041         return NULL;
10042 }
10043
10044 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10045         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10046         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10047 {
10048         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10049                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10050 }
10051
10052 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10053         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10054         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10055 {
10056         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10057                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10058 }
10059
10060 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10061         __isl_take isl_space *dim,
10062         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10063         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10064 {
10065         return (isl_basic_set*)
10066             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10067                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10068 }
10069
10070 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10071 {
10072         if (!bmap)
10073                 return -1;
10074         
10075         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10076 }
10077
10078 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10079 {
10080         if (!map)
10081                 return -1;
10082         
10083         return isl_space_can_zip(map->dim);
10084 }
10085
10086 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10087  * (A -> C) -> (B -> D).
10088  */
10089 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10090 {
10091         unsigned pos;
10092         unsigned n1;
10093         unsigned n2;
10094
10095         if (!bmap)
10096                 return NULL;
10097
10098         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10099                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10100                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10101         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10102                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10103         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10104         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10105         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10106         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10107         if (!bmap)
10108                 return NULL;
10109         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10110         if (!bmap->dim)
10111                 goto error;
10112         return bmap;
10113 error:
10114         isl_basic_map_free(bmap);
10115         return NULL;
10116 }
10117
10118 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10119  * (A -> C) -> (B -> D).
10120  */
10121 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10122 {
10123         int i;
10124
10125         if (!map)
10126                 return NULL;
10127
10128         if (!isl_map_can_zip(map))
10129                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10130                         goto error);
10131
10132         map = isl_map_cow(map);
10133         if (!map)
10134                 return NULL;
10135
10136         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10137                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10138                 if (!map->p[i])
10139                         goto error;
10140         }
10141
10142         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10143         if (!map->dim)
10144                 goto error;
10145
10146         return map;
10147 error:
10148         isl_map_free(map);
10149         return NULL;
10150 }
10151
10152 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10153  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10154  */
10155 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10156 {
10157         if (!bmap)
10158                 return -1;
10159
10160         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10161 }
10162
10163 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10164  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10165  */
10166 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10167 {
10168         if (!map)
10169                 return -1;
10170
10171         return isl_space_can_curry(map->dim);
10172 }
10173
10174 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10175  * A -> (B -> C).
10176  */
10177 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10178 {
10179
10180         if (!bmap)
10181                 return NULL;
10182
10183         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10184                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10185                         "basic map cannot be curried", goto error);
10186         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10187         if (!bmap->dim)
10188                 goto error;
10189         return bmap;
10190 error:
10191         isl_basic_map_free(bmap);
10192         return NULL;
10193 }
10194
10195 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10196  * A -> (B -> C).
10197  */
10198 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10199 {
10200         int i;
10201
10202         if (!map)
10203                 return NULL;
10204
10205         if (!isl_map_can_curry(map))
10206                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10207                         goto error);
10208
10209         map = isl_map_cow(map);
10210         if (!map)
10211                 return NULL;
10212
10213         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10214                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10215                 if (!map->p[i])
10216                         goto error;
10217         }
10218
10219         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10220         if (!map->dim)
10221                 goto error;
10222
10223         return map;
10224 error:
10225         isl_map_free(map);
10226         return NULL;
10227 }
10228
10229 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10230  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10231  */
10232 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10233 {
10234         int k;
10235         int pos;
10236         isl_local_space *ls;
10237         isl_basic_map *bmap;
10238
10239         if (!aff)
10240                 return NULL;
10241
10242         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10243         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10244         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10245         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10246         if (k < 0)
10247                 goto error;
10248
10249         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10250         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10251         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10252         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10253                     aff->v->size - (pos + 1));
10254
10255         isl_aff_free(aff);
10256         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10257         return bmap;
10258 error:
10259         isl_aff_free(aff);
10260         isl_basic_map_free(bmap);
10261         return NULL;
10262 }
10263
10264 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10265  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10266  */
10267 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10268 {
10269         isl_basic_map *bmap;
10270
10271         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10272         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10273 }
10274
10275 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10276  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10277  * corresponding affine expression.
10278  */
10279 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10280         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10281 {
10282         int i;
10283         isl_space *space;
10284         isl_basic_map *bmap;
10285
10286         if (!maff)
10287                 return NULL;
10288
10289         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10290                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10291                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10292
10293         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10294         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10295
10296         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10297                 isl_aff *aff;
10298                 isl_basic_map *bmap_i;
10299
10300                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10301                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10302
10303                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10304         }
10305
10306         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10307
10308         isl_multi_aff_free(maff);
10309         return bmap;
10310 }
10311
10312 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10313  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10314  * corresponding affine expression.
10315  */
10316 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10317 {
10318         isl_basic_map *bmap;
10319
10320         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10321         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10322 }
10323
10324 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10325  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10326  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10327  * corresponding affine expression.
10328  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10329  * domain_dim.
10330  */
10331 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10332         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10333 {
10334         int i;
10335         isl_space *dim;
10336         isl_basic_map *bmap;
10337
10338         if (!list)
10339                 return NULL;
10340
10341         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10342         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10343
10344         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10345                 isl_aff *aff;
10346                 isl_basic_map *bmap_i;
10347
10348                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10349                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10350
10351                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10352         }
10353
10354         isl_aff_list_free(list);
10355         return bmap;
10356 }
10357
10358 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10359         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10360 {
10361         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10362 }
10363
10364 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10365  */
10366 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10367         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10368 {
10369         isl_basic_map *bmap = NULL;
10370         int i;
10371
10372         if (!space)
10373                 return NULL;
10374
10375         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10376                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10377                         "index out of bounds", goto error);
10378         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10379                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10380                         "index out of bounds", goto error);
10381
10382         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10383                 return isl_basic_map_universe(space);
10384
10385         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10386         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10387         if (i < 0)
10388                 goto error;
10389         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10390         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10391         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10392         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10393         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10394         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10395         isl_space_free(space);
10396         return bmap;
10397 error:
10398         isl_space_free(space);
10399         isl_basic_map_free(bmap);
10400         return NULL;
10401 }
10402
10403 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10404  */
10405 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10406         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10407 {
10408         isl_basic_map *eq;
10409
10410         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10411
10412         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10413
10414         return bmap;
10415 }
10416
10417 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10418  */
10419 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10420         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10421 {
10422         isl_basic_map *bmap;
10423
10424         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10425
10426         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10427
10428         return map;
10429 }
10430
10431 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10432  */
10433 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10434         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10435 {
10436         isl_basic_map *bmap = NULL;
10437         int i;
10438
10439         if (!map)
10440                 return NULL;
10441
10442         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10443                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10444                         "index out of bounds", goto error);
10445         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10446                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10447                         "index out of bounds", goto error);
10448
10449         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10450         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10451         if (i < 0)
10452                 goto error;
10453         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10454         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10455         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10456         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10457         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10458         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10459
10460         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10461
10462         return map;
10463 error:
10464         isl_basic_map_free(bmap);
10465         isl_map_free(map);
10466         return NULL;
10467 }
10468
10469 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10470  * greater than or equal to that of the second.
10471  */
10472 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10473         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10474 {
10475         isl_constraint *c;
10476         isl_local_space *ls;
10477
10478         if (!bmap)
10479                 return NULL;
10480
10481         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10482                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10483                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10484         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10485                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10486                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10487
10488         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10489                 return bmap;
10490
10491         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10492         c = isl_inequality_alloc(ls);
10493         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10494         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10495         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10496
10497         return bmap;
10498 }
10499
10500 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10501  * greater than that of the second.
10502  */
10503 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10504         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10505 {
10506         isl_basic_map *bmap = NULL;
10507         int i;
10508
10509         if (!map)
10510                 return NULL;
10511
10512         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10513                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10514                         "index out of bounds", goto error);
10515         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10516                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10517                         "index out of bounds", goto error);
10518
10519         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10520                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10521                 isl_map_free(map);
10522                 return isl_map_empty(space);
10523         }
10524
10525         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10526         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10527         if (i < 0)
10528                 goto error;
10529         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10530         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10531         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10532         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10533         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10534         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10535         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10536
10537         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10538
10539         return map;
10540 error:
10541         isl_basic_map_free(bmap);
10542         isl_map_free(map);
10543         return NULL;
10544 }
10545
10546 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10547  * smaller than that of the second.
10548  */
10549 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10550         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10551 {
10552         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10553 }
10554
10555 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10556         int pos)
10557 {
10558         isl_aff *div;
10559         isl_local_space *ls;
10560
10561         if (!bmap)
10562                 return NULL;
10563
10564         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10565                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10566                         "some divs are unknown", return NULL);
10567
10568         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10569         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10570         isl_local_space_free(ls);
10571
10572         return div;
10573 }
10574
10575 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10576         int pos)
10577 {
10578         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10579 }
10580
10581 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10582  *
10583  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10584  *
10585  *      f/d
10586  *
10587  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10588  *
10589  *      floor((a i + g)/m)
10590  *
10591  * is replaced by
10592  *
10593  *      floor((a f + d g)/(m d))
10594  *
10595  * Constraints of the form
10596  *
10597  *      a i + g
10598  *
10599  * are replaced by
10600  *
10601  *      a f + d g
10602  */
10603 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10604         __isl_take isl_basic_set *bset,
10605         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10606 {
10607         int i;
10608         isl_int v;
10609         isl_ctx *ctx;
10610
10611         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10612                 return bset;
10613
10614         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10615         if (!bset || !subs)
10616                 goto error;
10617
10618         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10619         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10620                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10621                         "spaces don't match", goto error);
10622         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10623                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10624                         "cannot handle divs yet", goto error);
10625
10626         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10627
10628         isl_int_init(v);
10629
10630         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10631                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10632                         continue;
10633                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10634                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10635                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10636                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10637         }
10638
10639         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10640                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10641                         continue;
10642                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10643                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10644                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10645                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10646         }
10647
10648         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10649                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10650                         continue;
10651                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10652                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10653                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10654                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10655                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10656                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10657         }
10658
10659         isl_int_clear(v);
10660
10661         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10662         return isl_basic_set_finalize(bset);
10663 error:
10664         isl_basic_set_free(bset);
10665         return NULL;
10666 }
10667
10668 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10669  */
10670 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10671         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10672 {
10673         int i;
10674
10675         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10676                 return set;
10677
10678         set = isl_set_cow(set);
10679         if (!set || !subs)
10680                 goto error;
10681
10682         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10683                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10684                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10685                         goto error;
10686         }
10687
10688         return set;
10689 error:
10690         isl_set_free(set);
10691         return NULL;
10692 }