ec96252d5f9237f4b2a99714385ac3c98f0f8fbb
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
412         enum isl_dim_type type)
413 {
414         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
415 }
416
417 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
418         const char *s)
419 {
420         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
421 }
422
423 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
424         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
425 {
426         map = isl_map_cow(map);
427         if (!map)
428                 return isl_id_free(id);
429
430         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
431
432         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
433 }
434
435 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
436         __isl_take isl_id *id)
437 {
438         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
439 }
440
441 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
442         enum isl_dim_type type)
443 {
444         map = isl_map_cow(map);
445         if (!map)
446                 return NULL;
447
448         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
449
450         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
451 }
452
453 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
454 {
455         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
456 }
457
458 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
459 {
460         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
461 }
462
463 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
464         enum isl_dim_type type)
465 {
466         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
467 }
468
469 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
470 {
471         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
472 }
473
474 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
475 {
476         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
477 }
478
479 /* Does the set tuple have a name?
480  */
481 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
484 }
485
486
487 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
488 {
489         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
490 }
491
492 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
493 {
494         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
495 }
496
497 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
498         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
499 {
500         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
501 }
502
503 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
504         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
505 {
506         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
507 }
508
509 /* Does the given dimension have a name?
510  */
511 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
512         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
513 {
514         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
515 }
516
517 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
518         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
519 {
520         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
521 }
522
523 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
524         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
525 {
526         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
527 }
528
529 /* Does the given dimension have a name?
530  */
531 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
532         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
533 {
534         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
535 }
536
537 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
538         __isl_take isl_basic_map *bmap,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
540 {
541         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
542         if (!bmap)
543                 return NULL;
544         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
545         if (!bmap->dim)
546                 goto error;
547         return isl_basic_map_finalize(bmap);
548 error:
549         isl_basic_map_free(bmap);
550         return NULL;
551 }
552
553 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
554         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
555 {
556         int i;
557
558         map = isl_map_cow(map);
559         if (!map)
560                 return NULL;
561
562         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
563         if (!map->dim)
564                 goto error;
565
566         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
567                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
568                 if (!map->p[i])
569                         goto error;
570         }
571
572         return map;
573 error:
574         isl_map_free(map);
575         return NULL;
576 }
577
578 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
579         __isl_take isl_basic_set *bset,
580         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
581 {
582         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
583                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
584 }
585
586 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
590 }
591
592 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
593         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
594 {
595         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
596 }
597
598 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
599         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
600 {
601         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
602 }
603
604 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
605         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
606 {
607         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
608 }
609
610 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
611         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
612 {
613         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
614 }
615
616 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
617         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
618 {
619         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
620 }
621
622 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
623         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
624 {
625         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
626 }
627
628 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
629         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
630 {
631         map = isl_map_cow(map);
632         if (!map)
633                 return isl_id_free(id);
634
635         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
636
637         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
638 }
639
640 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
641         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
642 {
643         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
644 }
645
646 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
647         __isl_keep isl_id *id)
648 {
649         if (!map)
650                 return -1;
651         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
652 }
653
654 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
655         __isl_keep isl_id *id)
656 {
657         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
658 }
659
660 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
661         const char *name)
662 {
663         if (!map)
664                 return -1;
665         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
666 }
667
668 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
669         const char *name)
670 {
671         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
672 }
673
674 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
675 {
676         if (!bmap)
677                 return -1;
678         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
679 }
680
681 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
682 {
683         return isl_basic_map_is_rational(bset);
684 }
685
686 /* Is this basic set a parameter domain?
687  */
688 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         if (!bset)
691                 return -1;
692         return isl_space_is_params(bset->dim);
693 }
694
695 /* Is this set a parameter domain?
696  */
697 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
698 {
699         if (!set)
700                 return -1;
701         return isl_space_is_params(set->dim);
702 }
703
704 /* Is this map actually a parameter domain?
705  * Users should never call this function.  Outside of isl,
706  * a map can never be a parameter domain.
707  */
708 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
709 {
710         if (!map)
711                 return -1;
712         return isl_space_is_params(map->dim);
713 }
714
715 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
716                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
717                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
718 {
719         int i;
720         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
721
722         bmap->ctx = ctx;
723         isl_ctx_ref(ctx);
724
725         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
726         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
727                 goto error;
728
729         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
730         if (!bmap->ineq)
731                 goto error;
732
733         if (extra == 0) {
734                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
735                 bmap->div = NULL;
736         } else {
737                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
738                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
739                         goto error;
740
741                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
742                 if (!bmap->div)
743                         goto error;
744         }
745
746         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
747                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
748
749         for (i = 0; i < extra; ++i)
750                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
751
752         bmap->ref = 1;
753         bmap->flags = 0;
754         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
755         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
756         bmap->extra = extra;
757         bmap->n_eq = 0;
758         bmap->n_ineq = 0;
759         bmap->n_div = 0;
760         bmap->sample = NULL;
761
762         return bmap;
763 error:
764         isl_basic_map_free(bmap);
765         return NULL;
766 }
767
768 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
769                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
770                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
771 {
772         struct isl_basic_map *bmap;
773         isl_space *space;
774
775         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
776         if (!space)
777                 return NULL;
778
779         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
780         return (struct isl_basic_set *)bmap;
781 }
782
783 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
784                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
785 {
786         struct isl_basic_map *bmap;
787         if (!dim)
788                 return NULL;
789         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
790         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
791         return (struct isl_basic_set *)bmap;
792 error:
793         isl_space_free(dim);
794         return NULL;
795 }
796
797 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
798                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
799 {
800         struct isl_basic_map *bmap;
801
802         if (!dim)
803                 return NULL;
804         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
805         if (!bmap)
806                 goto error;
807         bmap->dim = dim;
808
809         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
810 error:
811         isl_space_free(dim);
812         return NULL;
813 }
814
815 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
816                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
817                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
818 {
819         struct isl_basic_map *bmap;
820         isl_space *dim;
821
822         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
823         if (!dim)
824                 return NULL;
825
826         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
827         return bmap;
828 }
829
830 static void dup_constraints(
831                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
832 {
833         int i;
834         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
835
836         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
837                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
838                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
839         }
840
841         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
842                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
843                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
844         }
845
846         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
847                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
848                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
849         }
850         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
851 }
852
853 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
854 {
855         struct isl_basic_map *dup;
856
857         if (!bmap)
858                 return NULL;
859         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
860                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
861         if (!dup)
862                 return NULL;
863         dup_constraints(dup, bmap);
864         dup->flags = bmap->flags;
865         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
866         return dup;
867 }
868
869 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
870 {
871         struct isl_basic_map *dup;
872
873         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
874         return (struct isl_basic_set *)dup;
875 }
876
877 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
878 {
879         if (!bset)
880                 return NULL;
881
882         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
883                 bset->ref++;
884                 return bset;
885         }
886         return isl_basic_set_dup(bset);
887 }
888
889 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
890 {
891         if (!set)
892                 return NULL;
893
894         set->ref++;
895         return set;
896 }
897
898 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
899 {
900         if (!bmap)
901                 return NULL;
902
903         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
904                 bmap->ref++;
905                 return bmap;
906         }
907         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
908         if (bmap)
909                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
910         return bmap;
911 }
912
913 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
914 {
915         if (!map)
916                 return NULL;
917
918         map->ref++;
919         return map;
920 }
921
922 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
923 {
924         if (!bmap)
925                 return;
926
927         if (--bmap->ref > 0)
928                 return;
929
930         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
931         free(bmap->div);
932         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
933         free(bmap->ineq);
934         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
935         isl_vec_free(bmap->sample);
936         isl_space_free(bmap->dim);
937         free(bmap);
938 }
939
940 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
941 {
942         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
943 }
944
945 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
946 {
947         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
948 }
949
950 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
951         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
952         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
953                                     __isl_take isl_map *map2))
954 {
955         if (!map1 || !map2)
956                 goto error;
957         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
958                 return fn(map1, map2);
959         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
960             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
961                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
962                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
963         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
964         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
965         return fn(map1, map2);
966 error:
967         isl_map_free(map1);
968         isl_map_free(map2);
969         return NULL;
970 }
971
972 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
973         __isl_keep isl_map *map2,
974         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
975 {
976         int r;
977
978         if (!map1 || !map2)
979                 return -1;
980         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
981                 return fn(map1, map2);
982         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
983             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
984                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
985                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
986         map1 = isl_map_copy(map1);
987         map2 = isl_map_copy(map2);
988         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
989         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
990         r = fn(map1, map2);
991         isl_map_free(map1);
992         isl_map_free(map2);
993         return r;
994 }
995
996 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
997 {
998         struct isl_ctx *ctx;
999         if (!bmap)
1000                 return -1;
1001         ctx = bmap->ctx;
1002         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1003         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1004                         return -1);
1005         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1006         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1007         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1008         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1009         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1010         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1011                 isl_int *t;
1012                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1013                 if (j < 0)
1014                         return -1;
1015                 t = bmap->ineq[j];
1016                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1017                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1018                 bmap->eq[-1] = t;
1019                 bmap->n_eq++;
1020                 bmap->n_ineq--;
1021                 bmap->eq--;
1022                 return 0;
1023         }
1024         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1025                       bmap->extra - bmap->n_div);
1026         return bmap->n_eq++;
1027 }
1028
1029 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1030 {
1031         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1032 }
1033
1034 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1035 {
1036         if (!bmap)
1037                 return -1;
1038         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1039         bmap->n_eq -= n;
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1044 {
1045         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1046 }
1047
1048 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1049 {
1050         isl_int *t;
1051         if (!bmap)
1052                 return -1;
1053         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1054
1055         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1056                 t = bmap->eq[pos];
1057                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1058                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1059         }
1060         bmap->n_eq--;
1061         return 0;
1062 }
1063
1064 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1065 {
1066         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1067 }
1068
1069 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1070                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1071 {
1072         isl_int *t;
1073
1074         t = bmap->ineq[pos];
1075         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1076         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1077         bmap->eq[-1] = t;
1078         bmap->n_eq++;
1079         bmap->n_ineq--;
1080         bmap->eq--;
1081         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1082         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1083         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1085 }
1086
1087 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1088 {
1089         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1090 }
1091
1092 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1093 {
1094         struct isl_ctx *ctx;
1095         if (!bmap)
1096                 return -1;
1097         ctx = bmap->ctx;
1098         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1099         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1100         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1101         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1102         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1103         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1104                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1105                       bmap->extra - bmap->n_div);
1106         return bmap->n_ineq++;
1107 }
1108
1109 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1110 {
1111         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1112 }
1113
1114 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1115 {
1116         if (!bmap)
1117                 return -1;
1118         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1119         bmap->n_ineq -= n;
1120         return 0;
1121 }
1122
1123 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1124 {
1125         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1126 }
1127
1128 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1129 {
1130         isl_int *t;
1131         if (!bmap)
1132                 return -1;
1133         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1134
1135         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1136                 t = bmap->ineq[pos];
1137                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1138                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1139                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1140         }
1141         bmap->n_ineq--;
1142         return 0;
1143 }
1144
1145 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1146 {
1147         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1148 }
1149
1150 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1151         isl_int *eq)
1152 {
1153         int k;
1154
1155         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1156         if (!bmap)
1157                 return NULL;
1158         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1159         if (k < 0)
1160                 goto error;
1161         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1162         return bmap;
1163 error:
1164         isl_basic_map_free(bmap);
1165         return NULL;
1166 }
1167
1168 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1169         isl_int *eq)
1170 {
1171         return (isl_basic_set *)
1172                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1173 }
1174
1175 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1176         isl_int *ineq)
1177 {
1178         int k;
1179
1180         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1181         if (!bmap)
1182                 return NULL;
1183         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1184         if (k < 0)
1185                 goto error;
1186         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1187         return bmap;
1188 error:
1189         isl_basic_map_free(bmap);
1190         return NULL;
1191 }
1192
1193 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1194         isl_int *ineq)
1195 {
1196         return (isl_basic_set *)
1197                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1205         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1206                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1207                       bmap->extra - bmap->n_div);
1208         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1209         return bmap->n_div++;
1210 }
1211
1212 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1213 {
1214         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1215 }
1216
1217 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1218 {
1219         if (!bmap)
1220                 return -1;
1221         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1222         bmap->n_div -= n;
1223         return 0;
1224 }
1225
1226 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1227 {
1228         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1229 }
1230
1231 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1232  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1233  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1234  * variables.
1235  */
1236 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1237                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1238                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1239 {
1240         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1241         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1242         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1243         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1244         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1245         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1246         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1247         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1248         if (dst_nparam > src_nparam)
1249                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1250                                 dst_nparam - src_nparam);
1251         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1252         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1253                     src+1+src_nparam,
1254                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1255         if (dst_in-in_off > src_in)
1256                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1257                                 dst_in - in_off - src_in);
1258         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1259         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1260                     src+1+src_nparam+src_in,
1261                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1262         if (dst_out-out_off > src_out)
1263                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1264                                 dst_out - out_off - src_out);
1265         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1266         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1267                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1268                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1269         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1270                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1271                                 div_off+src_map->n_div,
1272                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1273 }
1274
1275 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1276                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1277                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1278 {
1279         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1280         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1281 }
1282
1283 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1284                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1285 {
1286         int i;
1287         unsigned div_off;
1288
1289         if (!bmap1 || !bmap2)
1290                 goto error;
1291
1292         div_off = bmap1->n_div;
1293
1294         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1295                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1296                 if (i1 < 0)
1297                         goto error;
1298                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1299                                 i_pos, o_pos, div_off);
1300         }
1301
1302         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1303                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1304                 if (i1 < 0)
1305                         goto error;
1306                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1307                                 i_pos, o_pos, div_off);
1308         }
1309
1310         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1311                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1312                 if (i1 < 0)
1313                         goto error;
1314                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1315                          i_pos, o_pos, div_off);
1316         }
1317
1318         isl_basic_map_free(bmap2);
1319
1320         return bmap1;
1321
1322 error:
1323         isl_basic_map_free(bmap1);
1324         isl_basic_map_free(bmap2);
1325         return NULL;
1326 }
1327
1328 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1329                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1330 {
1331         return (struct isl_basic_set *)
1332                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1333                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1334 }
1335
1336 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1337                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1338                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1339 {
1340         struct isl_basic_map *ext;
1341         unsigned flags;
1342         int dims_ok;
1343
1344         if (!dim)
1345                 goto error;
1346
1347         if (!base)
1348                 goto error;
1349
1350         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1351                   base->extra >= base->n_div + extra;
1352
1353         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1354                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1355                 isl_space_free(dim);
1356                 return base;
1357         }
1358
1359         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1360         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1361         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1362         extra += base->extra;
1363         n_eq += base->n_eq;
1364         n_ineq += base->n_ineq;
1365
1366         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1367         dim = NULL;
1368         if (!ext)
1369                 goto error;
1370
1371         if (dims_ok)
1372                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1373         flags = base->flags;
1374         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1375         if (ext) {
1376                 ext->flags = flags;
1377                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1378         }
1379
1380         return ext;
1381
1382 error:
1383         isl_space_free(dim);
1384         isl_basic_map_free(base);
1385         return NULL;
1386 }
1387
1388 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1389                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1390                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1391 {
1392         return (struct isl_basic_set *)
1393                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1394                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1395 }
1396
1397 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1398                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1399 {
1400         if (!base)
1401                 return NULL;
1402         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1403                                         0, n_eq, n_ineq);
1404 }
1405
1406 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1407                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1408                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1409 {
1410         struct isl_basic_map *bmap;
1411         isl_space *dim;
1412
1413         if (!base)
1414                 return NULL;
1415         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1416         if (!dim)
1417                 goto error;
1418
1419         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1420         return bmap;
1421 error:
1422         isl_basic_map_free(base);
1423         return NULL;
1424 }
1425
1426 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1427                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1428                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1429 {
1430         return (struct isl_basic_set *)
1431                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1432                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1433 }
1434
1435 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1436                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1437 {
1438         return (struct isl_basic_set *)
1439                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1440                                                     n_eq, n_ineq);
1441 }
1442
1443 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1444 {
1445         return (struct isl_basic_set *)
1446                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1447 }
1448
1449 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1450 {
1451         if (!bmap)
1452                 return NULL;
1453
1454         if (bmap->ref > 1) {
1455                 bmap->ref--;
1456                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1457         }
1458         if (bmap)
1459                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1460         return bmap;
1461 }
1462
1463 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1464 {
1465         if (!set)
1466                 return NULL;
1467
1468         if (set->ref == 1)
1469                 return set;
1470         set->ref--;
1471         return isl_set_dup(set);
1472 }
1473
1474 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1475 {
1476         if (!map)
1477                 return NULL;
1478
1479         if (map->ref == 1)
1480                 return map;
1481         map->ref--;
1482         return isl_map_dup(map);
1483 }
1484
1485 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1486                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1487 {
1488         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1489         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1490         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1491 }
1492
1493 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1494         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1495 {
1496         int i;
1497         struct isl_blk blk;
1498
1499         if (!bmap)
1500                 goto error;
1501
1502         isl_assert(bmap->ctx,
1503                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1504
1505         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1506                 return bmap;
1507
1508         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1509         if (!bmap)
1510                 return NULL;
1511
1512         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1513         if (isl_blk_is_error(blk))
1514                 goto error;
1515
1516         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1517                 swap_vars(blk,
1518                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1519
1520         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1521                 swap_vars(blk,
1522                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1523
1524         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1525                 swap_vars(blk,
1526                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1527
1528         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1529
1530         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1531         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1532         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1533 error:
1534         isl_basic_map_free(bmap);
1535         return NULL;
1536 }
1537
1538 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1539         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1540 {
1541         unsigned dim;
1542         unsigned nparam;
1543
1544         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1545         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1546         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1547
1548         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1549 error:
1550         isl_basic_set_free(bset);
1551         return NULL;
1552 }
1553
1554 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1555 {
1556         int i = 0;
1557         unsigned total;
1558         if (!bmap)
1559                 goto error;
1560         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1561         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1562         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1563         if (bmap->n_eq > 0)
1564                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1565         else {
1566                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1567                 if (i < 0)
1568                         goto error;
1569         }
1570         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1571         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1572         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1573         isl_vec_free(bmap->sample);
1574         bmap->sample = NULL;
1575         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1576 error:
1577         isl_basic_map_free(bmap);
1578         return NULL;
1579 }
1580
1581 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1582 {
1583         return (struct isl_basic_set *)
1584                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1585 }
1586
1587 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1588 {
1589         int i;
1590         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1591         isl_int *t = bmap->div[a];
1592         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1593         bmap->div[b] = t;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1597
1598         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1599                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1600
1601         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1602                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1603         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1604 }
1605
1606 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1607  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1608  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1609  */
1610 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1611         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1612 {
1613         int i;
1614
1615         if (!map)
1616                 return NULL;
1617         if (n == 0)
1618                 return map;
1619
1620         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1621                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1622                         "index out of bounds", goto error);
1623
1624         map = isl_map_cow(map);
1625         if (!map)
1626                 return NULL;
1627
1628         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1629                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1630                 if (!map->p[i])
1631                         goto error;
1632         }
1633         return map;
1634 error:
1635         isl_map_free(map);
1636         return NULL;
1637 }
1638
1639 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1640  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1641  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1642  */
1643 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1644         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1645 {
1646         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1647 }
1648
1649 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1650  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1651  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1652  */
1653 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1654         unsigned first, unsigned n)
1655 {
1656         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1657 }
1658
1659 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1660         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1661 {
1662         if (!bmap)
1663                 return NULL;
1664         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1665                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1666         if (!bmap)
1667                 return NULL;
1668         bmap->n_div = 0;
1669         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1670 }
1671
1672 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1673         __isl_take isl_basic_set *bset)
1674 {
1675         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1676                         (struct isl_basic_map *)bset);
1677 }
1678
1679 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1680 {
1681         int i;
1682
1683         if (!map)
1684                 return NULL;
1685         if (map->n == 0)
1686                 return map;
1687
1688         map = isl_map_cow(map);
1689         if (!map)
1690                 return NULL;
1691         
1692         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1693                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1694                 if (!map->p[i])
1695                         goto error;
1696         }
1697         return map;
1698 error:
1699         isl_map_free(map);
1700         return NULL;
1701 }
1702
1703 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1704 {
1705         return isl_map_remove_divs(set);
1706 }
1707
1708 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1709         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1710 {
1711         if (!bmap)
1712                 return NULL;
1713         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1714                         goto error);
1715         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1716                 return bmap;
1717         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1718                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1719         if (!bmap)
1720                 return bmap;
1721         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1722                 return bmap;
1723         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1724         return bmap;
1725 error:
1726         isl_basic_map_free(bmap);
1727         return NULL;
1728 }
1729
1730 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1731  * any of the given variables.
1732  */
1733 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1734         unsigned first, unsigned n)
1735 {
1736         int i;
1737         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1738
1739         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1740                 return 0;
1741         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1742                 return 1;
1743
1744         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1745                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1746                         continue;
1747                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1748                         return 1;
1749         }
1750
1751         return 0;
1752 }
1753
1754 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1755  * based on inequality "i".
1756  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1757  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1758  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1759  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1760  *
1761  * The calling function has already checked that the inequality does not
1762  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1763  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1764  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1765  *
1766  * Let "div" be of the form
1767  *
1768  *      q = floor((a + f(x))/d)
1769  *
1770  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1771  *
1772  *      b + f(x) >= 0
1773  *
1774  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1775  * However, we allow a slightly more general form
1776  *
1777  *      b + g(x) >= 0
1778  *
1779  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1780  * divisible by d.
1781  * Rewriting this constraint as
1782  *
1783  *      0 >= -b - g(x)
1784  *
1785  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1786  *
1787  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1788  *
1789  * Taking the floor on both sides, we obtain
1790  *
1791  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1792  *
1793  * or
1794  *
1795  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1796  *
1797  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1798  *
1799  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1800  *
1801  */
1802 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1803         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1804         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1805 {
1806         int j;
1807
1808         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1809                 if (lb) {
1810                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1811                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1812                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1813                 }
1814                 if (ub) {
1815                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1816                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1817                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1818                 }
1819         }
1820         if (!lb && !ub)
1821                 return bmap;
1822
1823         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1824         if (lb) {
1825                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1826                 if (k < 0)
1827                         goto error;
1828                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1829                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1830                                         bmap->div[div][1 + j]);
1831                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1832                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1833                 }
1834                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1835         }
1836         if (ub) {
1837                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1838                 if (k < 0)
1839                         goto error;
1840                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1841                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1842                                         bmap->div[div][1 + j]);
1843                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1844                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1845                 }
1846                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1847         }
1848
1849         return bmap;
1850 error:
1851         isl_basic_map_free(bmap);
1852         return NULL;
1853 }
1854
1855 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1856  * using Fourier-Motzkin.
1857  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1858  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1859  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1860  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1861  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1862  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1863  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1864  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1865  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1866  * on "div".
1867  *
1868  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1869  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1870  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1871  * Consider, for example, the set
1872  *
1873  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1874  *
1875  * The second constraint can be rewritten as
1876  *
1877  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1878  *
1879  * from which we can derive
1880  *
1881  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1882  *
1883  * or
1884  *
1885  *      i + 2j <= 3 + 2k
1886  *
1887  * Combined with the first constraint, we obtain
1888  *
1889  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1890  *
1891  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1892  * the first constraint, we obtain
1893  *
1894  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1895  *
1896  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1897  *
1898  *      k >= -2
1899  */
1900 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1901         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1902 {
1903         int i;
1904         int check_lb, check_ub;
1905         isl_int v;
1906         unsigned total;
1907
1908         if (!bmap)
1909                 return NULL;
1910
1911         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1912                 return bmap;
1913
1914         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1915
1916         check_lb = 0;
1917         check_ub = 0;
1918         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1919                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1920                 if (s > 0)
1921                         check_ub = 1;
1922                 if (s < 0)
1923                         check_lb = 1;
1924         }
1925
1926         if (!check_lb && !check_ub)
1927                 return bmap;
1928
1929         isl_int_init(v);
1930
1931         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1932                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
1933                         continue;
1934
1935                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
1936                                                         check_lb, check_ub);
1937         }
1938
1939         isl_int_clear(v);
1940
1941         return bmap;
1942 }
1943
1944 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1945  * in their definitions.
1946  */
1947 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1948         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1949         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1950 {
1951         int i;
1952
1953         if (!bmap)
1954                 return NULL;
1955         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1956                         goto error);
1957         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1958
1959         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1960                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1961                         continue;
1962                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
1963                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1964                 if (!bmap)
1965                         return NULL;
1966                 i = bmap->n_div;
1967         }
1968
1969         return bmap;
1970 error:
1971         isl_basic_map_free(bmap);
1972         return NULL;
1973 }
1974
1975 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1976         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1977 {
1978         int i;
1979
1980         if (!map)
1981                 return NULL;
1982         if (map->n == 0)
1983                 return map;
1984
1985         map = isl_map_cow(map);
1986         if (!map)
1987                 return NULL;
1988
1989         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1990                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1991                                                                 type, first, n);
1992                 if (!map->p[i])
1993                         goto error;
1994         }
1995         return map;
1996 error:
1997         isl_map_free(map);
1998         return NULL;
1999 }
2000
2001 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2002         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2003 {
2004         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2005                                                               type, first, n);
2006 }
2007
2008 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2009  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2010  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2011  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2012  * div.
2013  */
2014 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2015         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2016 {
2017         int i;
2018
2019         if (!bmap)
2020                 return -1;
2021
2022         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2023                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2024                         "index out of bounds", return -1);
2025
2026         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2027         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2028                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2029                         return 1;
2030         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2031                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2032                         return 1;
2033         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2034                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2035                         continue;
2036                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2037                         return 1;
2038         }
2039
2040         return 0;
2041 }
2042
2043 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2044         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2045 {
2046         int i;
2047
2048         if (!map)
2049                 return -1;
2050
2051         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2052                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2053                         "index out of bounds", return -1);
2054
2055         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2056                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2057                                                             type, first, n);
2058                 if (involves < 0 || involves)
2059                         return involves;
2060         }
2061
2062         return 0;
2063 }
2064
2065 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2066         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2067 {
2068         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2069 }
2070
2071 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2072         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2073 {
2074         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2075 }
2076
2077 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2078  * on unknown divs.
2079  */
2080 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2081 {
2082         int i;
2083         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2084
2085         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2086                 return 1;
2087
2088         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2089                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2090                         continue;
2091                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2092                         return 1;
2093         }
2094
2095         return 0;
2096 }
2097
2098 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2099  */
2100 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2101         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2102 {
2103         int i;
2104
2105         if (!bmap)
2106                 return NULL;
2107
2108         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2109                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2110                         continue;
2111                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2112                 if (!bmap)
2113                         return NULL;
2114                 i = bmap->n_div;
2115         }
2116
2117         return bmap;
2118 }
2119
2120 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2121 {
2122         int i;
2123
2124         if (!map)
2125                 return NULL;
2126         if (map->n == 0)
2127                 return map;
2128
2129         map = isl_map_cow(map);
2130         if (!map)
2131                 return NULL;
2132
2133         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2134                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2135                 if (!map->p[i])
2136                         goto error;
2137         }
2138         return map;
2139 error:
2140         isl_map_free(map);
2141         return NULL;
2142 }
2143
2144 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2145 {
2146         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2147 }
2148
2149 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2150         __isl_take isl_basic_set *bset,
2151         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2152 {
2153         return (isl_basic_set *)
2154             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2155 }
2156
2157 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2158         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2159 {
2160         int i;
2161
2162         if (n == 0)
2163                 return map;
2164
2165         map = isl_map_cow(map);
2166         if (!map)
2167                 return NULL;
2168         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2169         
2170         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2171                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2172                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2173                 if (!map->p[i])
2174                         goto error;
2175         }
2176         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2177         return map;
2178 error:
2179         isl_map_free(map);
2180         return NULL;
2181 }
2182
2183 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2184         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2185 {
2186         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2187 }
2188
2189 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2190 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2191         unsigned first, unsigned n)
2192 {
2193         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2194 }
2195
2196 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2197                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2198 {
2199         const char *name;
2200         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2201         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2202         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2203         if (!pos)
2204                 isl_int_print(out, c, 0);
2205         else {
2206                 if (!isl_int_is_one(c))
2207                         isl_int_print(out, c, 0);
2208                 if (pos < 1 + nparam) {
2209                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2210                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2211                         if (name)
2212                                 fprintf(out, "%s", name);
2213                         else
2214                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2215                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2216                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2217                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2218                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2219                 else
2220                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2221         }
2222 }
2223
2224 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2225                                 int sign, FILE *out)
2226 {
2227         int i;
2228         int first;
2229         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2230         isl_int v;
2231
2232         isl_int_init(v);
2233         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2234                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2235                         continue;
2236                 if (!first)
2237                         fprintf(out, " + ");
2238                 first = 0;
2239                 isl_int_abs(v, c[i]);
2240                 dump_term(bmap, v, i, out);
2241         }
2242         isl_int_clear(v);
2243         if (first)
2244                 fprintf(out, "0");
2245 }
2246
2247 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2248                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2249 {
2250         int i;
2251
2252         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2253
2254         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2255         fprintf(out, " %s ", op);
2256         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2257
2258         fprintf(out, "\n");
2259
2260         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2261                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2262                         continue;
2263                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2264                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2265                 abort();
2266         }
2267 }
2268
2269 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2270                                 isl_int **c, unsigned n,
2271                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2272 {
2273         int i;
2274
2275         for (i = 0; i < n; ++i)
2276                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2277 }
2278
2279 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2280 {
2281         int j;
2282         int first = 1;
2283         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2284
2285         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2286                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2287                         continue;
2288                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2289                         fprintf(out, "+");
2290                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2291                 first = 0;
2292         }
2293 }
2294
2295 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2296 {
2297         int i;
2298
2299         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2300         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2301
2302         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2303                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2304                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2305                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2306                 fprintf(out, ")/");
2307                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2308                 fprintf(out, "]\n");
2309         }
2310 }
2311
2312 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2313         FILE *out, int indent)
2314 {
2315         if (!bset) {
2316                 fprintf(out, "null basic set\n");
2317                 return;
2318         }
2319
2320         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2321         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2322                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2323                         bset->extra, bset->flags);
2324         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2325 }
2326
2327 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2328         FILE *out, int indent)
2329 {
2330         if (!bmap) {
2331                 fprintf(out, "null basic map\n");
2332                 return;
2333         }
2334
2335         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2336         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2337                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2338                 bmap->ref,
2339                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2340                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2341         dump(bmap, out, indent);
2342 }
2343
2344 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2345 {
2346         unsigned total;
2347         if (!bmap)
2348                 return -1;
2349         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2350         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2351         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2352         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2353         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2358         unsigned flags)
2359 {
2360         struct isl_set *set;
2361
2362         if (!dim)
2363                 return NULL;
2364         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2365         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2366         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2367                         sizeof(struct isl_set) +
2368                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2369         if (!set)
2370                 goto error;
2371
2372         set->ctx = dim->ctx;
2373         isl_ctx_ref(set->ctx);
2374         set->ref = 1;
2375         set->size = n;
2376         set->n = 0;
2377         set->dim = dim;
2378         set->flags = flags;
2379         return set;
2380 error:
2381         isl_space_free(dim);
2382         return NULL;
2383 }
2384
2385 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2386                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2387 {
2388         struct isl_set *set;
2389         isl_space *dims;
2390
2391         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2392         if (!dims)
2393                 return NULL;
2394
2395         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2396         return set;
2397 }
2398
2399 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2400  */
2401 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2402 {
2403         int i;
2404         struct isl_map *grown = NULL;
2405
2406         if (!map)
2407                 return NULL;
2408         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2409         if (map->n + n <= map->size)
2410                 return map;
2411         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2412         if (!grown)
2413                 goto error;
2414         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2415                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2416                 if (!grown->p[i])
2417                         goto error;
2418                 grown->n++;
2419         }
2420         isl_map_free(map);
2421         return grown;
2422 error:
2423         isl_map_free(grown);
2424         isl_map_free(map);
2425         return NULL;
2426 }
2427
2428 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2429  */
2430 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2431 {
2432         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2433 }
2434
2435 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2436 {
2437         int i;
2438         struct isl_set *dup;
2439
2440         if (!set)
2441                 return NULL;
2442
2443         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2444         if (!dup)
2445                 return NULL;
2446         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2447                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2448         return dup;
2449 }
2450
2451 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2452 {
2453         return isl_map_from_basic_map(bset);
2454 }
2455
2456 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2457 {
2458         struct isl_map *map;
2459
2460         if (!bmap)
2461                 return NULL;
2462
2463         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2464         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2465 }
2466
2467 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2468                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2469 {
2470         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2471                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2472 }
2473
2474 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2475 {
2476         int i;
2477
2478         if (!set)
2479                 return NULL;
2480
2481         if (--set->ref > 0)
2482                 return NULL;
2483
2484         isl_ctx_deref(set->ctx);
2485         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2486                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2487         isl_space_free(set->dim);
2488         free(set);
2489
2490         return NULL;
2491 }
2492
2493 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2494 {
2495         int i;
2496
2497         if (!set) {
2498                 fprintf(out, "null set\n");
2499                 return;
2500         }
2501
2502         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2503         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2504                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2505                         set->flags);
2506         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2507                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2508                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2509                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2510         }
2511 }
2512
2513 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2514 {
2515         int i;
2516
2517         if (!map) {
2518                 fprintf(out, "null map\n");
2519                 return;
2520         }
2521
2522         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2523         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2524                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2525                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2526                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2527         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2528                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2529                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2530                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2531         }
2532 }
2533
2534 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2535                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2536 {
2537         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2538
2539         if (!bmap || !bset)
2540                 goto error;
2541
2542         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2543                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2544
2545         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2546                 isl_assert(bset->ctx,
2547                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2548
2549         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2550         if (!bmap)
2551                 goto error;
2552         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2553                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2554         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2555         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2556
2557         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2558         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2559 error:
2560         isl_basic_map_free(bmap);
2561         isl_basic_set_free(bset);
2562         return NULL;
2563 }
2564
2565 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2566                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2567 {
2568         struct isl_basic_map *bmap_range;
2569
2570         if (!bmap || !bset)
2571                 goto error;
2572
2573         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2574                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2575
2576         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2577                 isl_assert(bset->ctx,
2578                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2579
2580         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2581                 isl_basic_set_free(bset);
2582                 return bmap;
2583         }
2584
2585         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2586         if (!bmap)
2587                 goto error;
2588         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2589                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2590         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2591         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2592
2593         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2594         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2595 error:
2596         isl_basic_map_free(bmap);
2597         isl_basic_set_free(bset);
2598         return NULL;
2599 }
2600
2601 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2602 {
2603         int i;
2604         unsigned total;
2605         isl_int s;
2606
2607         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2608         if (total != vec->size)
2609                 return -1;
2610
2611         isl_int_init(s);
2612
2613         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2614                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2615                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2616                         isl_int_clear(s);
2617                         return 0;
2618                 }
2619         }
2620
2621         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2622                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2623                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2624                         isl_int_clear(s);
2625                         return 0;
2626                 }
2627         }
2628
2629         isl_int_clear(s);
2630
2631         return 1;
2632 }
2633
2634 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2635 {
2636         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2637 }
2638
2639 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2640                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2641 {
2642         struct isl_vec *sample = NULL;
2643
2644         if (!bmap1 || !bmap2)
2645                 goto error;
2646
2647         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2648                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2649         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2650                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2651             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2652                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2653                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2654
2655         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2656                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2657                 isl_assert(bmap1->ctx,
2658                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2659
2660         if (bmap1->sample &&
2661             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2662             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2663                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2664         else if (bmap2->sample &&
2665             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2666             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2667                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2668
2669         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2670         if (!bmap1)
2671                 goto error;
2672         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2673                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2674         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2675
2676         if (!bmap1)
2677                 isl_vec_free(sample);
2678         else if (sample) {
2679                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2680                 bmap1->sample = sample;
2681         }
2682
2683         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2684         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2685 error:
2686         if (sample)
2687                 isl_vec_free(sample);
2688         isl_basic_map_free(bmap1);
2689         isl_basic_map_free(bmap2);
2690         return NULL;
2691 }
2692
2693 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2694                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2695 {
2696         return (struct isl_basic_set *)
2697                 isl_basic_map_intersect(
2698                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2699                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2700 }
2701
2702 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2703         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2704 {
2705         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2706 }
2707
2708 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2709  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2710  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2711  * added to the other map.
2712  */
2713 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2714         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2715 {
2716         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2717         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2718         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2719         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2720
2721         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2722                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2723
2724         isl_assert(map2->ctx,
2725                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2726
2727         map1 = isl_map_cow(map1);
2728         if (!map1)
2729                 goto error;
2730         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2731                 isl_map_free(map2);
2732                 return map1;
2733         }
2734         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2735         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2736                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2737         else
2738                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2739                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2740
2741         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2742         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2743         if (!map1->p[0])
2744                 goto error;
2745
2746         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2747                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2748                 map1->n = 0;
2749         }
2750
2751         isl_map_free(map2);
2752
2753         return map1;
2754 error:
2755         isl_map_free(map1);
2756         isl_map_free(map2);
2757         return NULL;
2758 }
2759
2760 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2761  * space as map1.
2762  */
2763 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2764         __isl_take isl_map *map2)
2765 {
2766         unsigned flags = 0;
2767         struct isl_map *result;
2768         int i, j;
2769
2770         if (!map1 || !map2)
2771                 goto error;
2772
2773         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2774             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2775                 isl_map_free(map2);
2776                 return map1;
2777         }
2778         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2779             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2780                 isl_map_free(map1);
2781                 return map2;
2782         }
2783
2784         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2785             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2786             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2787             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2788              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2789                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2790
2791         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2792                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2793                 isl_assert(map1->ctx,
2794                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2795
2796         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2797             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2798                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2799
2800         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2801                                 map1->n * map2->n, flags);
2802         if (!result)
2803                 goto error;
2804         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2805                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2806                         struct isl_basic_map *part;
2807                         part = isl_basic_map_intersect(
2808                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2809                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2810                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2811                                 isl_basic_map_free(part);
2812                         else
2813                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2814                         if (!result)
2815                                 goto error;
2816                 }
2817         isl_map_free(map1);
2818         isl_map_free(map2);
2819         return result;
2820 error:
2821         isl_map_free(map1);
2822         isl_map_free(map2);
2823         return NULL;
2824 }
2825
2826 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2827         __isl_take isl_map *map2)
2828 {
2829         if (!map1 || !map2)
2830                 goto error;
2831         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2832                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2833                         "spaces don't match", goto error);
2834         return map_intersect_internal(map1, map2);
2835 error:
2836         isl_map_free(map1);
2837         isl_map_free(map2);
2838         return NULL;
2839 }
2840
2841 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2842         __isl_take isl_map *map2)
2843 {
2844         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2845 }
2846
2847 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2848 {
2849         return (struct isl_set *)
2850                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2851                                   (struct isl_map *)set2);
2852 }
2853
2854 /* map_intersect_internal accepts intersections
2855  * with parameter domains, so we can just call that function.
2856  */
2857 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2858                 __isl_take isl_set *params)
2859 {
2860         return map_intersect_internal(map, params);
2861 }
2862
2863 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2864         __isl_take isl_map *map2)
2865 {
2866         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2867 }
2868
2869 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2870                 __isl_take isl_set *params)
2871 {
2872         return isl_map_intersect_params(set, params);
2873 }
2874
2875 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2876 {
2877         isl_space *dim;
2878         struct isl_basic_set *bset;
2879         unsigned in;
2880
2881         if (!bmap)
2882                 return NULL;
2883         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2884         if (!bmap)
2885                 return NULL;
2886         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2887         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2888         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2889         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2890         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2891 }
2892
2893 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2894         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2895 {
2896         isl_space *space;
2897
2898         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2899                 return bmap;
2900
2901         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2902         space = isl_space_reset(space, type);
2903         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2904         return bmap;
2905 }
2906
2907 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
2908         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
2909         unsigned pos, unsigned n)
2910 {
2911         isl_space *res_dim;
2912         struct isl_basic_map *res;
2913         struct isl_dim_map *dim_map;
2914         unsigned total, off;
2915         enum isl_dim_type t;
2916
2917         if (n == 0)
2918                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2919
2920         if (!bmap)
2921                 return NULL;
2922
2923         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2924
2925         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2926         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2927         off = 0;
2928         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2929                 if (t != type) {
2930                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2931                 } else {
2932                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2933                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2934                                                 0, pos, off);
2935                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2936                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2937                 }
2938                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2939         }
2940         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2941
2942         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2943                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2944         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2945                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2946         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
2947                 isl_basic_map_free(bmap);
2948                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
2949         }
2950         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2951         return isl_basic_map_finalize(res);
2952 }
2953
2954 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
2955         __isl_take isl_basic_set *bset,
2956         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2957 {
2958         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
2959 }
2960
2961 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2962                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2963 {
2964         if (!bmap)
2965                 return NULL;
2966         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
2967                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2968 }
2969
2970 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2971                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2972 {
2973         if (!bset)
2974                 return NULL;
2975         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2976         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2977 error:
2978         isl_basic_set_free(bset);
2979         return NULL;
2980 }
2981
2982 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2983         enum isl_dim_type type)
2984 {
2985         isl_space *space;
2986
2987         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
2988                 return map;
2989
2990         space = isl_map_get_space(map);
2991         space = isl_space_reset(space, type);
2992         map = isl_map_reset_space(map, space);
2993         return map;
2994 }
2995
2996 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
2997                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2998 {
2999         int i;
3000
3001         if (n == 0)
3002                 return map_space_reset(map, type);
3003
3004         map = isl_map_cow(map);
3005         if (!map)
3006                 return NULL;
3007
3008         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3009         if (!map->dim)
3010                 goto error;
3011
3012         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3013                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3014                 if (!map->p[i])
3015                         goto error;
3016         }
3017
3018         return map;
3019 error:
3020         isl_map_free(map);
3021         return NULL;
3022 }
3023
3024 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3025                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3026 {
3027         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3028 }
3029
3030 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3031                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3032 {
3033         if (!map)
3034                 return NULL;
3035         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3036 }
3037
3038 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3039                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3040 {
3041         if (!set)
3042                 return NULL;
3043         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3044         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3045 error:
3046         isl_set_free(set);
3047         return NULL;
3048 }
3049
3050 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3051         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3052         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3053         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3054 {
3055         struct isl_dim_map *dim_map;
3056         struct isl_basic_map *res;
3057         enum isl_dim_type t;
3058         unsigned total, off;
3059
3060         if (!bmap)
3061                 return NULL;
3062         if (n == 0)
3063                 return bmap;
3064
3065         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3066                 goto error);
3067
3068         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3069                 return bmap;
3070
3071         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3072
3073         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3074             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3075                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3076                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3077                 if (!bmap)
3078                         return NULL;
3079
3080                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3081                                                 src_type, src_pos, n);
3082                 if (!bmap->dim)
3083                         goto error;
3084
3085                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3086
3087                 return bmap;
3088         }
3089
3090         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3091         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3092
3093         off = 0;
3094         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3095                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3096                 if (t == dst_type) {
3097                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3098                                             0, dst_pos, off);
3099                         off += dst_pos;
3100                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3101                                             src_pos, n, off);
3102                         off += n;
3103                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3104                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3105                         off += size - dst_pos;
3106                 } else if (t == src_type) {
3107                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3108                                             0, src_pos, off);
3109                         off += src_pos;
3110                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3111                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3112                         off += size - src_pos - n;
3113                 } else {
3114                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3115                         off += size;
3116                 }
3117         }
3118         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3119
3120         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3121                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3122         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3123
3124         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3125                                         src_type, src_pos, n);
3126         if (!bmap->dim)
3127                 goto error;
3128
3129         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3130         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3131         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3132
3133         return bmap;
3134 error:
3135         isl_basic_map_free(bmap);
3136         return NULL;
3137 }
3138
3139 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3140         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3141         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3142 {
3143         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3144                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3145 }
3146
3147 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3148         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3149         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3150 {
3151         if (!set)
3152                 return NULL;
3153         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3154         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3155                                         src_type, src_pos, n);
3156 error:
3157         isl_set_free(set);
3158         return NULL;
3159 }
3160
3161 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3162         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3163         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3164 {
3165         int i;
3166
3167         if (!map)
3168                 return NULL;
3169         if (n == 0)
3170                 return map;
3171
3172         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3173                 goto error);
3174
3175         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3176                 return map;
3177
3178         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3179
3180         map = isl_map_cow(map);
3181         if (!map)
3182                 return NULL;
3183
3184         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3185         if (!map->dim)
3186                 goto error;
3187
3188         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3189                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3190                                                 dst_type, dst_pos,
3191                                                 src_type, src_pos, n);
3192                 if (!map->p[i])
3193                         goto error;
3194         }
3195
3196         return map;
3197 error:
3198         isl_map_free(map);
3199         return NULL;
3200 }
3201
3202 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3203  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3204  * That's the responsibility of the caller.
3205  */
3206 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3207         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3208 {
3209         struct isl_dim_map *dim_map;
3210         struct isl_basic_map *res;
3211         enum isl_dim_type t;
3212         unsigned total, off;
3213
3214         if (!bmap)
3215                 return NULL;
3216         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3217                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3218                 return bmap;
3219
3220         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3221         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3222
3223         off = 0;
3224         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3225                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3226                 if (t == type) {
3227                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3228                                             0, first, off);
3229                         off += first;
3230                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3231                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3232                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3233                                             first + n, size - (first + n), off);
3234                         off += size - (first + n);
3235                 } else {
3236                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3237                         off += size;
3238                 }
3239         }
3240         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3241
3242         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3243                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3244         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3245         return res;
3246 }
3247
3248 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3249  * into existentially quantified variables.
3250  */
3251 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3252                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3253                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3254 {
3255         int i;
3256         size_t row_size;
3257         isl_int **new_div;
3258         isl_int *old;
3259
3260         if (n == 0)
3261                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3262
3263         if (!bmap)
3264                 return NULL;
3265
3266         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3267                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3268
3269         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3270                         goto error);
3271
3272         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3273         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3274         if (!bmap)
3275                 return NULL;
3276
3277         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3278         old = bmap->block2.data;
3279         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3280                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3281         if (!bmap->block2.data)
3282                 goto error;
3283         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3284         if (!new_div)
3285                 goto error;
3286         for (i = 0; i < n; ++i) {
3287                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3288                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3289                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3290         }
3291         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3292                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3293         free(bmap->div);
3294         bmap->div = new_div;
3295         bmap->n_div += n;
3296         bmap->extra += n;
3297
3298         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3299         if (!bmap->dim)
3300                 goto error;
3301         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3302         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3303         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3304 error:
3305         isl_basic_map_free(bmap);
3306         return NULL;
3307 }
3308
3309 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3310  * into existentially quantified variables.
3311  */
3312 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3313                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3314 {
3315         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3316                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3317 }
3318
3319 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3320  * into existentially quantified variables.
3321  */
3322 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3323                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3324 {
3325         int i;
3326
3327         if (!map)
3328                 return NULL;
3329
3330         if (n == 0)
3331                 return map_space_reset(map, type);
3332
3333         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3334
3335         map = isl_map_cow(map);
3336         if (!map)
3337                 return NULL;
3338
3339         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3340         if (!map->dim)
3341                 goto error;
3342
3343         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3344                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3345                 if (!map->p[i])
3346                         goto error;
3347         }
3348
3349         return map;
3350 error:
3351         isl_map_free(map);
3352         return NULL;
3353 }
3354
3355 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3356  * into existentially quantified variables.
3357  */
3358 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3359                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3360 {
3361         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3362 }
3363
3364 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3365 {
3366         int i, j;
3367
3368         for (i = 0; i < n; ++i) {
3369                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3370                 if (j < 0)
3371                         goto error;
3372                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3373         }
3374         return bmap;
3375 error:
3376         isl_basic_map_free(bmap);
3377         return NULL;
3378 }
3379
3380 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3381                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3382 {
3383         isl_space *dim_result = NULL;
3384         struct isl_basic_map *bmap;
3385         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3386         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3387
3388         if (!bmap1 || !bmap2)
3389                 goto error;
3390
3391         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3392                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3393
3394         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3395         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3396         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3397         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3398
3399         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3400         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3401         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3402         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3403         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3404         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3405         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3406         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3407         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3408         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3409         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3410
3411         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3412                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3413                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3414                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3415         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3416         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3417         bmap = add_divs(bmap, n);
3418         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3419         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3420         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3421 error:
3422         isl_basic_map_free(bmap1);
3423         isl_basic_map_free(bmap2);
3424         return NULL;
3425 }
3426
3427 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3428                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3429 {
3430         if (!bset || !bmap)
3431                 goto error;
3432
3433         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3434                     goto error);
3435
3436         return (struct isl_basic_set *)
3437                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3438 error:
3439         isl_basic_set_free(bset);
3440         isl_basic_map_free(bmap);
3441         return NULL;
3442 }
3443
3444 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3445                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3446 {
3447         if (!bmap1 || !bmap2)
3448                 goto error;
3449
3450         isl_assert(bmap1->ctx,
3451             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3452         isl_assert(bmap1->ctx,
3453             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3454             goto error);
3455
3456         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3457         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3458         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3459 error:
3460         isl_basic_map_free(bmap1);
3461         isl_basic_map_free(bmap2);
3462         return NULL;
3463 }
3464
3465 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3466  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3467  */
3468 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3469                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3470 {
3471         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3472         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3473         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3474         int i;
3475
3476         if (!bmap1 || !bmap2)
3477                 goto error;
3478
3479         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3480                 goto error);
3481
3482         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3483         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3484         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3485
3486         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3487         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3488         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3489         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3490         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3491         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3492         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3493         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3494         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3495         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3496         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3497
3498         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3499                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3500                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3501                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3502         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3503                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3504                 if (j < 0)
3505                         goto error;
3506                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3507                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3508                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3509                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3510         }
3511         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3512         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3513         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3514
3515         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3516         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3517 error:
3518         isl_basic_map_free(bmap);
3519         isl_basic_map_free(bmap1);
3520         isl_basic_map_free(bmap2);
3521         return NULL;
3522 }
3523
3524 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3525  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3526  */
3527 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3528 {
3529         struct isl_map *result;
3530         int i, j;
3531
3532         if (!map1 || !map2)
3533                 goto error;
3534
3535         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3536
3537         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3538                                 map1->n * map2->n, 0);
3539         if (!result)
3540                 goto error;
3541         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3542                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3543                         struct isl_basic_map *part;
3544                         part = isl_basic_map_sum(
3545                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3546                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3547                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3548                                 isl_basic_map_free(part);
3549                         else
3550                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3551                         if (!result)
3552                                 goto error;
3553                 }
3554         isl_map_free(map1);
3555         isl_map_free(map2);
3556         return result;
3557 error:
3558         isl_map_free(map1);
3559         isl_map_free(map2);
3560         return NULL;
3561 }
3562
3563 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3564         __isl_take isl_set *set2)
3565 {
3566         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3567 }
3568
3569 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3570  */
3571 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3572 {
3573         int i, j;
3574         unsigned off, n;
3575
3576         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3577         if (!bmap)
3578                 return NULL;
3579
3580         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3581         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3582         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3583                 for (j = 0; j < n; ++j)
3584                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3585         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3586                 for (j = 0; j < n; ++j)
3587                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3588         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3589                 for (j = 0; j < n; ++j)
3590                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3591         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3592         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3593 }
3594
3595 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3596 {
3597         return isl_basic_map_neg(bset);
3598 }
3599
3600 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3601  */
3602 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3603 {
3604         int i;
3605
3606         map = isl_map_cow(map);
3607         if (!map)
3608                 return NULL;
3609
3610         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3611                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3612                 if (!map->p[i])
3613                         goto error;
3614         }
3615
3616         return map;
3617 error:
3618         isl_map_free(map);
3619         return NULL;
3620 }
3621
3622 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3623 {
3624         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3625 }
3626
3627 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3628  * A -> floor(f(A)/d).
3629  */
3630 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3631                 isl_int d)
3632 {
3633         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3634         struct isl_basic_map *result = NULL;
3635         struct isl_dim_map *dim_map;
3636         int i;
3637
3638         if (!bmap)
3639                 return NULL;
3640
3641         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3642         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3643         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3644
3645         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3646         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3647         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3648         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3649         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3650         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3651
3652         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3653                         bmap->n_div + n_out,
3654                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3655         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3656         result = add_divs(result, n_out);
3657         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3658                 int j;
3659                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3660                 if (j < 0)
3661                         goto error;
3662                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3663                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3664                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3665                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3666                 if (j < 0)
3667                         goto error;
3668                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3669                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3670                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3671                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3672         }
3673
3674         result = isl_basic_map_simplify(result);
3675         return isl_basic_map_finalize(result);
3676 error:
3677         isl_basic_map_free(result);
3678         return NULL;
3679 }
3680
3681 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3682  * A -> floor(f(A)/d).
3683  */
3684 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3685 {
3686         int i;
3687
3688         map = isl_map_cow(map);
3689         if (!map)
3690                 return NULL;
3691
3692         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3693         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3694         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3695                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3696                 if (!map->p[i])
3697                         goto error;
3698         }
3699
3700         return map;
3701 error:
3702         isl_map_free(map);
3703         return NULL;
3704 }
3705
3706 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3707 {
3708         int i;
3709         unsigned nparam;
3710         unsigned n_in;
3711
3712         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3713         if (i < 0)
3714                 goto error;
3715         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3716         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3717         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3718         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3719         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3720         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3721 error:
3722         isl_basic_map_free(bmap);
3723         return NULL;
3724 }
3725
3726 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3727  */
3728 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3729 {
3730         int i;
3731         unsigned nparam;
3732         unsigned n_in;
3733
3734         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3735         if (i < 0)
3736                 goto error;
3737         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3738         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3739         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3740         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3741         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3742         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3743         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3744 error:
3745         isl_basic_map_free(bmap);
3746         return NULL;
3747 }
3748
3749 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3750  */
3751 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3752         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3753 {
3754         int i;
3755         unsigned nparam;
3756         unsigned n_in;
3757
3758         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3759         if (i < 0)
3760                 goto error;
3761         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3762         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3763         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3764         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3765         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3766         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3767 error:
3768         isl_basic_map_free(bmap);
3769         return NULL;
3770 }
3771
3772 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3773  */
3774 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3775 {
3776         int i;
3777         unsigned nparam;
3778         unsigned n_in;
3779
3780         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3781         if (i < 0)
3782                 goto error;
3783         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3784         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3785         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3786         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3787         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3788         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3789         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3790 error:
3791         isl_basic_map_free(bmap);
3792         return NULL;
3793 }
3794
3795 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3796  */
3797 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3798         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3799 {
3800         int i;
3801         unsigned nparam;
3802         unsigned n_in;
3803
3804         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3805         if (i < 0)
3806                 goto error;
3807         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3808         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3809         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3810         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3811         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3812         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3813 error:
3814         isl_basic_map_free(bmap);
3815         return NULL;
3816 }
3817
3818 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3819         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3820 {
3821         int i;
3822         struct isl_basic_map *bmap;
3823         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3824         if (!bmap)
3825                 return NULL;
3826         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3827                 bmap = var_equal(bmap, i);
3828         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3829 }
3830
3831 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3832  */
3833 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3834         unsigned pos)
3835 {
3836         int i;
3837         struct isl_basic_map *bmap;
3838         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3839         if (!bmap)
3840                 return NULL;
3841         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3842                 bmap = var_equal(bmap, i);
3843         if (bmap)
3844                 bmap = var_less(bmap, pos);
3845         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3846 }
3847
3848 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3849  */
3850 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3851         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3852 {
3853         int i;
3854         isl_basic_map *bmap;
3855
3856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3857         for (i = 0; i < pos; ++i)
3858                 bmap = var_equal(bmap, i);
3859         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3860         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3861 }
3862
3863 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3864  */
3865 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3866         unsigned pos)
3867 {
3868         int i;
3869         struct isl_basic_map *bmap;
3870         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3871         if (!bmap)
3872                 return NULL;
3873         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3874                 bmap = var_equal(bmap, i);
3875         if (bmap)
3876                 bmap = var_more(bmap, pos);
3877         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3878 }
3879
3880 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3881  */
3882 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3883         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3884 {
3885         int i;
3886         isl_basic_map *bmap;
3887
3888         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3889         for (i = 0; i < pos; ++i)
3890                 bmap = var_equal(bmap, i);
3891         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3892         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3893 }
3894
3895 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3896         unsigned n, int equal)
3897 {
3898         struct isl_map *map;
3899         int i;
3900
3901         if (n == 0 && equal)
3902                 return isl_map_universe(dims);
3903
3904         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3905
3906         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3907                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3908                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3909         if (n > 0) {
3910                 if (equal)
3911                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3912                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3913                 else
3914                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3915                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3916         } else
3917                 isl_space_free(dims);
3918
3919         return map;
3920 }
3921
3922 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3923 {
3924         if (!dims)
3925                 return NULL;
3926         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3927 }
3928
3929 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3930 {
3931         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3932 }
3933
3934 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3935 {
3936         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3937 }
3938
3939 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3940 {
3941         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3942 }
3943
3944 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3945 {
3946         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3947 }
3948
3949 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3950         unsigned n, int equal)
3951 {
3952         struct isl_map *map;
3953         int i;
3954
3955         if (n == 0 && equal)
3956                 return isl_map_universe(dims);
3957
3958         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3959
3960         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3961                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3962                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3963         if (n > 0) {
3964                 if (equal)
3965                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3966                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3967                 else
3968                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3969                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3970         } else
3971                 isl_space_free(dims);
3972
3973         return map;
3974 }
3975
3976 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3977 {
3978         if (!dims)
3979                 return NULL;
3980         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3981 }
3982
3983 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3984 {
3985         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3986 }
3987
3988 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3989 {
3990         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3991 }
3992
3993 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
3994 {
3995         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3996 }
3997
3998 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
3999 {
4000         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4001 }
4002
4003 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4004         __isl_take isl_set *set2)
4005 {
4006         isl_map *map;
4007         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4008         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4009         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4010         return map;
4011 }
4012
4013 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4014         __isl_take isl_set *set2)
4015 {
4016         isl_map *map;
4017         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4018         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4019         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4020         return map;
4021 }
4022
4023 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4024         __isl_take isl_set *set2)
4025 {
4026         isl_map *map;
4027         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4028         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4029         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4030         return map;
4031 }
4032
4033 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4034         __isl_take isl_set *set2)
4035 {
4036         isl_map *map;
4037         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4038         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4039         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4040         return map;
4041 }
4042
4043 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4044         __isl_take isl_map *map2)
4045 {
4046         isl_map *map;
4047         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4048         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4049         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4050         return map;
4051 }
4052
4053 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4054         __isl_take isl_map *map2)
4055 {
4056         isl_map *map;
4057         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4058         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4059         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4060         return map;
4061 }
4062
4063 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4064         __isl_take isl_map *map2)
4065 {
4066         isl_map *map;
4067         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4068         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4069         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4070         return map;
4071 }
4072
4073 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4074         __isl_take isl_map *map2)
4075 {
4076         isl_map *map;
4077         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4078         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4079         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4080         return map;
4081 }
4082
4083 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4084         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4085 {
4086         struct isl_basic_map *bmap;
4087
4088         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4089         if (!bset || !dim)
4090                 goto error;
4091
4092         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4093         isl_space_free(bset->dim);
4094         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4095         bmap->dim = dim;
4096         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4097 error:
4098         isl_basic_set_free(bset);
4099         isl_space_free(dim);
4100         return NULL;
4101 }
4102
4103 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4104 {
4105         if (!bmap)
4106                 goto error;
4107         if (bmap->dim->n_in == 0)
4108                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4109         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4110         if (!bmap)
4111                 goto error;
4112         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4113         if (!bmap->dim)
4114                 goto error;
4115         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4116         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4117 error:
4118         isl_basic_map_free(bmap);
4119         return NULL;
4120 }
4121
4122 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4123  *
4124  *              f - m d >= 0
4125  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4126  *
4127  * Note that the second constraint is the negation of
4128  *
4129  *              f - m d >= n
4130  */
4131 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4132         unsigned pos, isl_int *div)
4133 {
4134         int i, j;
4135         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4136
4137         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4138         if (i < 0)
4139                 return -1;
4140         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4141         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4142
4143         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4144         if (j < 0)
4145                 return -1;
4146         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4147         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4148         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4149         return j;
4150 }
4151
4152 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4153         unsigned pos, isl_int *div)
4154 {
4155         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4156                                                         pos, div);
4157 }
4158
4159 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4160 {
4161         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4162         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4163
4164         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4165                                                         bmap->div[div]);
4166 }
4167
4168 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4169                 struct isl_basic_map *bmap)
4170 {
4171         if (!bmap)
4172                 goto error;
4173         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4174             bmap->n_div == 0 &&
4175             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4176             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4177                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4178         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4179         if (!bmap)
4180                 goto error;
4181         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4182         if (!bmap->dim)
4183                 goto error;
4184         bmap->extra -= bmap->n_div;
4185         bmap->n_div = 0;
4186         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4187         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4188 error:
4189         return NULL;
4190 }
4191
4192 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4193                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4194 {
4195         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4196 }
4197
4198 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4199         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4200 {
4201         struct isl_basic_map *bmap;
4202         struct isl_ctx *ctx;
4203         unsigned total;
4204         int i;
4205
4206         if (!bset || !like)
4207                 goto error;
4208         ctx = bset->ctx;
4209         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4210         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4211         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4212                         goto error);
4213         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4214                 isl_basic_map_free(like);
4215                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4216         }
4217         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4218         if (!bset)
4219                 goto error;
4220         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4221         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4222         isl_space_free(bmap->dim);
4223         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4224         if (!bmap->dim)
4225                 goto error;
4226         bmap->n_div = like->n_div;
4227         bmap->extra += like->n_div;
4228         if (bmap->extra) {
4229                 unsigned ltotal;
4230                 isl_int **div;
4231                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4232                 if (ltotal > total)
4233                         ltotal = total;
4234                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4235                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4236                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4237                         goto error;
4238                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4239                 if (!div)
4240                         goto error;
4241                 bmap->div = div;
4242                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4243                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4244                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4245                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4246                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4247                 }
4248                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4249                                                         0, 2 * like->n_div);
4250                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4251                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4252                                 continue;
4253                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4254                                 goto error;
4255                 }
4256         }
4257         isl_basic_map_free(like);
4258         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4259         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4260         return bmap;
4261 error:
4262         isl_basic_map_free(like);
4263         isl_basic_set_free(bset);
4264         return NULL;
4265 }
4266
4267 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4268         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4269 {
4270         return (struct isl_basic_set *)
4271                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4272 }
4273
4274 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4275         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4276 {
4277         int i;
4278
4279         if (!set || !like)
4280                 goto error;
4281         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4282                     goto error);
4283         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4284                 isl_basic_set_free(like);
4285                 return set;
4286         }
4287         set = isl_set_cow(set);
4288         if (!set)
4289                 goto error;
4290         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4291                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4292                                                       isl_basic_set_copy(like));
4293                 if (!set->p[i])
4294                         goto error;
4295         }
4296         isl_space_free(set->dim);
4297         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4298         if (!set->dim)
4299                 goto error;
4300         isl_basic_set_free(like);
4301         return set;
4302 error:
4303         isl_basic_set_free(like);
4304         isl_set_free(set);
4305         return NULL;
4306 }
4307
4308 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4309 {
4310         int i;
4311
4312         map = isl_map_cow(map);
4313         if (!map)
4314                 return NULL;
4315         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4316         if (!map->dim)
4317                 goto error;
4318
4319         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4320                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4321                                 goto error);
4322         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4323                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4324                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4325                 if (!map->p[i])
4326                         goto error;
4327         }
4328         if (map->n == 0)
4329                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4330         else {
4331                 isl_space_free(map->dim);
4332                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4333         }
4334         if (!map->dim)
4335                 goto error;
4336         return (struct isl_set *)map;
4337 error:
4338         isl_map_free(map);
4339         return NULL;
4340 }
4341
4342 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4343 {
4344         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4345 }
4346
4347 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4348         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4349 {
4350         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4351         if (!bmap || !dim)
4352                 goto error;
4353
4354         isl_space_free(bmap->dim);
4355         bmap->dim = dim;
4356
4357         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4358
4359         return bmap;
4360 error:
4361         isl_basic_map_free(bmap);
4362         isl_space_free(dim);
4363         return NULL;
4364 }
4365
4366 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4367         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4368 {
4369         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4370                                                         dim);
4371 }
4372
4373 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4374         __isl_take isl_space *dim)
4375 {
4376         int i;
4377
4378         map = isl_map_cow(map);
4379         if (!map || !dim)
4380                 goto error;
4381
4382         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4383                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4384                                                     isl_space_copy(dim));
4385                 if (!map->p[i])
4386                         goto error;
4387         }
4388         isl_space_free(map->dim);
4389         map->dim = dim;
4390
4391         return map;
4392 error:
4393         isl_map_free(map);
4394         isl_space_free(dim);
4395         return NULL;
4396 }
4397
4398 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4399         __isl_take isl_space *dim)
4400 {
4401         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4402 }
4403
4404 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4405  */
4406 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4407 {
4408         isl_space *space;
4409         unsigned n;
4410
4411         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4412                 return bset;
4413
4414         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4415         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4416         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4417         space = isl_space_params(space);
4418         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4419         return bset;
4420 }
4421
4422 /* Compute the parameter domain of the given set.
4423  */
4424 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4425 {
4426         isl_space *space;
4427         unsigned n;
4428
4429         if (isl_set_is_params(set))
4430                 return set;
4431
4432         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4433         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4434         space = isl_set_get_space(set);
4435         space = isl_space_params(space);
4436         set = isl_set_reset_space(set, space);
4437         return set;
4438 }
4439
4440 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4441  */
4442 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4443 {
4444         isl_space *space;
4445         space = isl_set_get_space(set);
4446         space = isl_space_set_from_params(space);
4447         set = isl_set_reset_space(set, space);
4448         return set;
4449 }
4450
4451 /* Compute the parameter domain of the given map.
4452  */
4453 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4454 {
4455         isl_space *space;
4456         unsigned n;
4457
4458         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4459         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4460         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4461         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4462         space = isl_map_get_space(map);
4463         space = isl_space_params(space);
4464         map = isl_map_reset_space(map, space);
4465         return map;
4466 }
4467
4468 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4469 {
4470         isl_space *dim;
4471         struct isl_basic_set *domain;
4472         unsigned n_in;
4473         unsigned n_out;
4474
4475         if (!bmap)
4476                 return NULL;
4477         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4478
4479         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4480         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4481         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4482         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4483
4484         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4485
4486         return domain;
4487 }
4488
4489 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4490 {
4491         if (!bmap)
4492                 return -1;
4493         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4494 }
4495
4496 /* Is this basic map actually a set?
4497  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4498  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4499  */
4500 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4501 {
4502         if (!bmap)
4503                 return -1;
4504         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4505 }
4506
4507 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4508 {
4509         if (!bmap)
4510                 return NULL;
4511         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4512                 return bmap;
4513         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4514 }
4515
4516 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4517         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4518 {
4519         int i, k;
4520         isl_space *dim;
4521         isl_basic_map *domain;
4522         int nparam, n_in, n_out;
4523         unsigned total;
4524
4525         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4526         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4527         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4528
4529         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4530         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4531
4532         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4533         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4534         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4535
4536         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4537
4538         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4539                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4540                 if (k < 0)
4541                         goto error;
4542                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4543                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4544                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4545         }
4546
4547         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4548         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4549 error:
4550         isl_basic_map_free(bmap);
4551         return NULL;
4552 }
4553
4554 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4555         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4556 {
4557         int i, k;
4558         isl_space *dim;
4559         isl_basic_map *range;
4560         int nparam, n_in, n_out;
4561         unsigned total;
4562
4563         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4564         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4565         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4566
4567         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4568         range = isl_basic_map_universe(dim);
4569
4570         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4571         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4572         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4573
4574         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4575
4576         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4577                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4578                 if (k < 0)
4579                         goto error;
4580                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4581                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4582                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4583         }
4584
4585         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4586         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4587 error:
4588         isl_basic_map_free(bmap);
4589         return NULL;
4590 }
4591
4592 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4593 {
4594         if (!map)
4595                 return -1;
4596         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4597 }
4598
4599 /* Is this map actually a set?
4600  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4601  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4602  */
4603 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4604 {
4605         if (!map)
4606                 return -1;
4607         return isl_space_is_set(map->dim);
4608 }
4609
4610 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4611 {
4612         int i;
4613         struct isl_set *set;
4614
4615         if (!map)
4616                 goto error;
4617         if (isl_map_is_set(map))
4618                 return (isl_set *)map;
4619
4620         map = isl_map_cow(map);
4621         if (!map)
4622                 goto error;
4623
4624         set = (struct isl_set *) map;
4625         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4626         if (!set->dim)
4627                 goto error;
4628         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4629                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4630                 if (!set->p[i])
4631                         goto error;
4632         }
4633         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4634         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4635         return set;
4636 error:
4637         isl_map_free(map);
4638         return NULL;
4639 }
4640
4641 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4642 {
4643         int i;
4644         isl_space *domain_dim;
4645
4646         map = isl_map_cow(map);
4647         if (!map)
4648                 return NULL;
4649
4650         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4651         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4652         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4653         if (!map->dim)
4654                 goto error;
4655         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4656                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4657                 if (!map->p[i])
4658                         goto error;
4659         }
4660         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4661         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4662         return map;
4663 error:
4664         isl_map_free(map);
4665         return NULL;
4666 }
4667
4668 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4669 {
4670         int i;
4671         isl_space *range_dim;
4672
4673         map = isl_map_cow(map);
4674         if (!map)
4675                 return NULL;
4676
4677         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4678         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4679         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4680         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4681         if (!map->dim)
4682                 goto error;
4683         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4684                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4685                 if (!map->p[i])
4686                         goto error;
4687         }
4688         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4689         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4690         return map;
4691 error:
4692         isl_map_free(map);
4693         return NULL;
4694 }
4695
4696 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4697         __isl_take isl_space *dim)
4698 {
4699         int i;
4700         struct isl_map *map = NULL;
4701
4702         set = isl_set_cow(set);
4703         if (!set || !dim)
4704                 goto error;
4705         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4706         map = (struct isl_map *)set;
4707         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4708                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4709                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4710                 if (!map->p[i])
4711                         goto error;
4712         }
4713         isl_space_free(map->dim);
4714         map->dim = dim;
4715         return map;
4716 error:
4717         isl_space_free(dim);
4718         isl_set_free(set);
4719         return NULL;
4720 }
4721
4722 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4723         __isl_take isl_basic_set *bset)
4724 {
4725         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4726 }
4727
4728 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4729         __isl_take isl_basic_set *bset)
4730 {
4731         isl_space *space;
4732         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4733         space = isl_space_from_range(space);
4734         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4735         return (isl_basic_map *)bset;
4736 }
4737
4738 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4739 {
4740         isl_space *space;
4741         space = isl_set_get_space(set);
4742         space = isl_space_from_range(space);
4743         set = isl_set_reset_space(set, space);
4744         return (struct isl_map *)set;
4745 }
4746
4747 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4748 {
4749         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4750 }
4751
4752 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4753         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4754 {
4755         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4756 }
4757
4758 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4759         __isl_take isl_set *range)
4760 {
4761         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4762 }
4763
4764 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4765 {
4766         int i;
4767         struct isl_set *set = NULL;
4768
4769         if (!map)
4770                 return NULL;
4771         map = isl_map_cow(map);
4772         if (!map)
4773                 return NULL;
4774         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4775         if (!map->dim)
4776                 goto error;
4777         set = (struct isl_set *)map;
4778         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4779                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4780                 if (!set->p[i])
4781                         goto error;
4782         }
4783         return set;
4784 error:
4785         isl_map_free(map);
4786         return NULL;
4787 }
4788
4789 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4790         unsigned flags)
4791 {
4792         struct isl_map *map;
4793
4794         if (!dim)
4795                 return NULL;
4796         if (n < 0)
4797                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4798                         "negative number of basic maps", goto error);
4799         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4800                         sizeof(struct isl_map) +
4801                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4802         if (!map)
4803                 goto error;
4804
4805         map->ctx = dim->ctx;
4806         isl_ctx_ref(map->ctx);
4807         map->ref = 1;
4808         map->size = n;
4809         map->n = 0;
4810         map->dim = dim;
4811         map->flags = flags;
4812         return map;
4813 error:
4814         isl_space_free(dim);
4815         return NULL;
4816 }
4817
4818 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4819                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4820                 unsigned flags)
4821 {
4822         struct isl_map *map;
4823         isl_space *dims;
4824
4825         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4826         if (!dims)
4827                 return NULL;
4828
4829         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4830         return map;
4831 }
4832
4833 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4834 {
4835         struct isl_basic_map *bmap;
4836         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4837         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4838         return bmap;
4839 }
4840
4841 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4842 {
4843         struct isl_basic_set *bset;
4844         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4845         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4846         return bset;
4847 }
4848
4849 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4850 {
4851         struct isl_basic_map *bmap;
4852         if (!model)
4853                 return NULL;
4854         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4855         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4856         return bmap;
4857 }
4858
4859 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4860 {
4861         struct isl_basic_map *bmap;
4862         if (!model)
4863                 return NULL;
4864         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4865         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4866         return bmap;
4867 }
4868
4869 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4870 {
4871         struct isl_basic_set *bset;
4872         if (!model)
4873                 return NULL;
4874         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4875         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4876         return bset;
4877 }
4878
4879 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4880 {
4881         struct isl_basic_map *bmap;
4882         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4883         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4884         return bmap;
4885 }
4886
4887 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4888 {
4889         struct isl_basic_set *bset;
4890         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4891         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4892         return bset;
4893 }
4894
4895 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4896 {
4897         int i;
4898         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4899         isl_basic_map *bmap;
4900
4901         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4902         for (i = 0; i < total; ++i) {
4903                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4904                 if (k < 0)
4905                         goto error;
4906                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4907                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4908         }
4909         return bmap;
4910 error:
4911         isl_basic_map_free(bmap);
4912         return NULL;
4913 }
4914
4915 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4916 {
4917         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4918 }
4919
4920 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4921 {
4922         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4923 }
4924
4925 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4926 {
4927         return isl_map_nat_universe(dim);
4928 }
4929
4930 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4931                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4932 {
4933         if (!model)
4934                 return NULL;
4935         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4936 }
4937
4938 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4939 {
4940         if (!model)
4941                 return NULL;
4942         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4943 }
4944
4945 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4946         __isl_keep isl_set *model)
4947 {
4948         if (!model)
4949                 return NULL;
4950         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4951 }
4952
4953 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4954 {
4955         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4956 }
4957
4958 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4959 {
4960         if (!model)
4961                 return NULL;
4962         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4963 }
4964
4965 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4966 {
4967         if (!model)
4968                 return NULL;
4969         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4970 }
4971
4972 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4973 {
4974         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4975 }
4976
4977 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4978 {
4979         if (!model)
4980                 return NULL;
4981         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4982 }
4983
4984 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4985 {
4986         struct isl_map *map;
4987         if (!dim)
4988                 return NULL;
4989         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4990         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4991         return map;
4992 }
4993
4994 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4995 {
4996         struct isl_set *set;
4997         if (!dim)
4998                 return NULL;
4999         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5000         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5001         return set;
5002 }
5003
5004 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5005 {
5006         if (!model)
5007                 return NULL;
5008         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5009 }
5010
5011 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5012 {
5013         int i;
5014         struct isl_map *dup;
5015
5016         if (!map)
5017                 return NULL;
5018         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5019         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5020                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5021         return dup;
5022 }
5023
5024 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5025                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5026 {
5027         if (!bmap || !map)
5028                 goto error;
5029         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5030                 isl_basic_map_free(bmap);
5031                 return map;
5032         }
5033         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5034         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5035         map->p[map->n] = bmap;
5036         map->n++;
5037         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5038         return map;
5039 error:
5040         if (map)
5041                 isl_map_free(map);
5042         if (bmap)
5043                 isl_basic_map_free(bmap);
5044         return NULL;
5045 }
5046
5047 void isl_map_free(struct isl_map *map)
5048 {
5049         int i;
5050
5051         if (!map)
5052                 return;
5053
5054         if (--map->ref > 0)
5055                 return;
5056
5057         isl_ctx_deref(map->ctx);
5058         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5059                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5060         isl_space_free(map->dim);
5061         free(map);
5062 }
5063
5064 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5065                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5066 {
5067         int i;
5068
5069         base = isl_map_cow(base);
5070         if (!base)
5071                 return NULL;
5072
5073         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5074         if (!base->dim)
5075                 goto error;
5076         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5077                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5078                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5079                 if (!base->p[i])
5080                         goto error;
5081         }
5082         return base;
5083 error:
5084         isl_map_free(base);
5085         return NULL;
5086 }
5087
5088 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5089                 unsigned nparam, unsigned dim)
5090 {
5091         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5092                                                         nparam, 0, dim);
5093 }
5094
5095 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5096         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5097 {
5098         int j;
5099
5100         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5101         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5102         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5103         if (j < 0)
5104                 goto error;
5105         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5106         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5107         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5108         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5109         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5110 error:
5111         isl_basic_map_free(bmap);
5112         return NULL;
5113 }
5114
5115 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5116         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5117 {
5118         int j;
5119
5120         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5121         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5122         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5123         if (j < 0)
5124                 goto error;
5125         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5126         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5127         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5128         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5129         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5130 error:
5131         isl_basic_map_free(bmap);
5132         return NULL;
5133 }
5134
5135 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5136                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5137 {
5138         if (!bmap)
5139                 return NULL;
5140         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5141         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5142                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5143 error:
5144         isl_basic_map_free(bmap);
5145         return NULL;
5146 }
5147
5148 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5149                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5150 {
5151         if (!bmap)
5152                 return NULL;
5153         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5154         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5155                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5156 error:
5157         isl_basic_map_free(bmap);
5158         return NULL;
5159 }
5160
5161 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5162                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5163 {
5164         return (struct isl_basic_set *)
5165                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5166                                         type, pos, value);
5167 }
5168
5169 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5170                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5171 {
5172         return (struct isl_basic_set *)
5173                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5174                                         type, pos, value);
5175 }
5176
5177 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5178                 unsigned input, int value)
5179 {
5180         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5181 }
5182
5183 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5184                 unsigned dim, int value)
5185 {
5186         return (struct isl_basic_set *)
5187                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5188                                         isl_dim_set, dim, value);
5189 }
5190
5191 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5192 {
5193         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5194
5195         if (empty < 0)
5196                 return -1;
5197         if (!empty)
5198                 return 0;
5199
5200         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5201         if (i != map->n - 1) {
5202                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5203                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5204         }
5205         map->n--;
5206
5207         return 0;
5208 }
5209
5210 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5211                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5212 {
5213         int i;
5214
5215         map = isl_map_cow(map);
5216         if (!map)
5217                 return NULL;
5218
5219         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5220         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5221                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5222                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5223                         goto error;
5224         }
5225         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5226         return map;
5227 error:
5228         isl_map_free(map);
5229         return NULL;
5230 }
5231
5232 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5233                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5234 {
5235         return (struct isl_set *)
5236                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5237 }
5238
5239 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5240                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5241 {
5242         int i;
5243
5244         map = isl_map_cow(map);
5245         if (!map)
5246                 return NULL;
5247
5248         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5249         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5250                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5251                 if (!map->p[i])
5252                         goto error;
5253         }
5254         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5255         return map;
5256 error:
5257         isl_map_free(map);
5258         return NULL;
5259 }
5260
5261 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5262                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5263 {
5264         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5265 }
5266
5267 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5268                 unsigned input, int value)
5269 {
5270         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5271 }
5272
5273 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5274 {
5275         return (struct isl_set *)
5276                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5277 }
5278
5279 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5280         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5281         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5282 {
5283         int j;
5284
5285         if (!bmap)
5286                 return NULL;
5287         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5288         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5289         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5290         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5291         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5292         if (j < 0)
5293                 goto error;
5294         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5295         if (upper) {
5296                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5297                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5298         } else {
5299                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5300                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5301         }
5302         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5303         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5304 error:
5305         isl_basic_map_free(bmap);
5306         return NULL;
5307 }
5308
5309 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5310         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5311         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5312 {
5313         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5314 }
5315
5316 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5317         unsigned dim, isl_int value)
5318 {
5319         int j;
5320
5321         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5322         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5323         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5324         if (j < 0)
5325                 goto error;
5326         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5327         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5328         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5329         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5330         return isl_basic_set_finalize(bset);
5331 error:
5332         isl_basic_set_free(bset);
5333         return NULL;
5334 }
5335
5336 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5337         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5338 {
5339         int i;
5340
5341         map = isl_map_cow(map);
5342         if (!map)
5343                 return NULL;
5344
5345         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5346         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5347                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5348                                                  type, pos, value, upper);
5349                 if (!map->p[i])
5350                         goto error;
5351         }
5352         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5353         return map;
5354 error:
5355         isl_map_free(map);
5356         return NULL;
5357 }
5358
5359 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5360         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5361 {
5362         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5363 }
5364
5365 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5366         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5367 {
5368         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5369 }
5370
5371 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5372                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5373 {
5374         return (struct isl_set *)
5375                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5376 }
5377
5378 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5379         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5380 {
5381         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5382 }
5383
5384 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5385  * is set) to "value".
5386  */
5387 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5388         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5389         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5390 {
5391         int j;
5392
5393         if (!bmap)
5394                 return NULL;
5395         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5396                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5397                         "index out of bounds", goto error);
5398         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5399         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5400         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5401         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5402         if (j < 0)
5403                 goto error;
5404         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5405         if (upper) {
5406                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5407                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5408         } else {
5409                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5410                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5411         }
5412         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5413         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5414 error:
5415         isl_basic_map_free(bmap);
5416         return NULL;
5417 }
5418
5419 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5420  * is set) to "value".
5421  */
5422 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5423         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5424 {
5425         int i;
5426
5427         map = isl_map_cow(map);
5428         if (!map)
5429                 return NULL;
5430
5431         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5432                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5433                         "index out of bounds", goto error);
5434         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5435                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5436                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5437                         goto error;
5438         }
5439         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5440         return map;
5441 error:
5442         isl_map_free(map);
5443         return NULL;
5444 }
5445
5446 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5447         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5448 {
5449         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5450 }
5451
5452 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5453         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5454 {
5455         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5456 }
5457
5458 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5459         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5460 {
5461         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5462 }
5463
5464 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5465         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5466 {
5467         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5468 }
5469
5470 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5471                                         isl_int value)
5472 {
5473         int i;
5474
5475         set = isl_set_cow(set);
5476         if (!set)
5477                 return NULL;
5478
5479         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5480         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5481                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5482                 if (!set->p[i])
5483                         goto error;
5484         }
5485         return set;
5486 error:
5487         isl_set_free(set);
5488         return NULL;
5489 }
5490
5491 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5492 {
5493         int i;
5494
5495         map = isl_map_cow(map);
5496         if (!map)
5497                 return NULL;
5498
5499         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5500         if (!map->dim)
5501                 goto error;
5502         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5503                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5504                 if (!map->p[i])
5505                         goto error;
5506         }
5507         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5508         return map;
5509 error:
5510         isl_map_free(map);
5511         return NULL;
5512 }
5513
5514 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5515                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5516                 struct isl_set **empty, int max)
5517 {
5518         if (!bmap)
5519                 goto error;
5520         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5521                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5522         else
5523                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5524 error:
5525         isl_basic_map_free(bmap);
5526         isl_basic_set_free(dom);
5527         if (empty)
5528                 *empty = NULL;
5529         return NULL;
5530 }
5531
5532 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5533                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5534                 struct isl_set **empty)
5535 {
5536         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5537 }
5538
5539 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5540                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5541                 struct isl_set **empty)
5542 {
5543         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5544 }
5545
5546 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5547                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5548                 struct isl_set **empty)
5549 {
5550         return (struct isl_set *)
5551                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5552                         dom, empty);
5553 }
5554
5555 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5556                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5557                 struct isl_set **empty)
5558 {
5559         return (struct isl_set *)
5560                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5561                         dom, empty);
5562 }
5563
5564 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5565         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5566         __isl_give isl_set **empty)
5567 {
5568         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5569 }
5570
5571 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5572         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5573         __isl_give isl_set **empty)
5574 {
5575         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5576 }
5577
5578 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5579         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5580         __isl_give isl_set **empty)
5581 {
5582         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5583 }
5584
5585 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5586         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5587         __isl_give isl_set **empty)
5588 {
5589         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5590 }
5591
5592 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5593         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5594 {
5595         isl_basic_set *dom = NULL;
5596         isl_space *dom_space;
5597
5598         if (!bmap)
5599                 goto error;
5600         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5601         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5602         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5603 error:
5604         isl_basic_map_free(bmap);
5605         return NULL;
5606 }
5607
5608 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5609         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5610 {
5611         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5612 }
5613
5614 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
5615  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5616  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5617  *
5618  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
5619  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
5620  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
5621  * domain down into the parametric integer programming.
5622  */
5623 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
5624                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
5625                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5626 {
5627         int i;
5628         struct isl_map *res;
5629
5630         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
5631         if (!dom)
5632                 goto error;
5633
5634         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
5635                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
5636                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
5637                 isl_set_free(dom);
5638                 isl_basic_map_free(bmap);
5639                 return res;
5640         }
5641
5642         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5643                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
5644                 
5645         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
5646                 struct isl_map *res_i;
5647                 struct isl_set *empty_i;
5648
5649                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5650                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
5651
5652                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5653                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
5654         }
5655
5656         isl_set_free(dom);
5657         isl_basic_map_free(bmap);
5658         return res;
5659 error:
5660         *empty = NULL;
5661         isl_set_free(dom);
5662         isl_basic_map_free(bmap);
5663         return NULL;
5664 }
5665
5666 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5667  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5668  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5669  *
5670  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5671  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5672  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5673  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5674  * improve both "res" and "todo".
5675  *
5676  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5677  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5678  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5679  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5680  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5681  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5682  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5683  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5684  * for the ith basic map, i.e.,
5685  *
5686  *      todo^i = todo^k * todo_i
5687  *
5688  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5689  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5690  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5691  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5692  * the lexicographic order.)
5693  * In practice, we compute
5694  *
5695  *      res^k * (res_i . "<=")
5696  *
5697  * and
5698  *
5699  *      res_i * (res^k . "<")
5700  *
5701  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5702  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5703  * that one, i.e.,
5704  *
5705  *      res^k * todo_i
5706  * and
5707  *      res_i * todo^k
5708  *
5709  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5710  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5711  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5712  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5713  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5714  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5715  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5716  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5717  * the previous basic maps.
5718  */
5719 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5720                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5721                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5722 {
5723         int i;
5724         struct isl_map *res;
5725         struct isl_set *todo;
5726
5727         if (!map || !dom)
5728                 goto error;
5729
5730         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5731                 if (empty)
5732                         *empty = dom;
5733                 else
5734                         isl_set_free(dom);
5735                 return map;
5736         }
5737
5738         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5739                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5740
5741         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5742                 isl_map *lt, *le;
5743                 isl_map *res_i;
5744                 isl_set *todo_i;
5745                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5746
5747                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5748                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5749
5750                 if (max) {
5751                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5752                         le = isl_map_lex_le(dim);
5753                 } else {
5754                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5755                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5756                 }
5757                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5758                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5759                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5760                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5761
5762                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5763                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5764                                                         isl_set_copy(todo_i));
5765                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5766                                                         isl_set_copy(todo));
5767                 }
5768
5769                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5770                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5771                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5772
5773                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5774         }
5775
5776         isl_set_free(dom);
5777         isl_map_free(map);
5778
5779         if (empty)
5780                 *empty = todo;
5781         else
5782                 isl_set_free(todo);
5783
5784         return res;
5785 error:
5786         if (empty)
5787                 *empty = NULL;
5788         isl_set_free(dom);
5789         isl_map_free(map);
5790         return NULL;
5791 }
5792
5793 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5794  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5795  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5796  *
5797  * Align parameters if needed and then call isl_map_partial_lexopt_aligned.
5798  */
5799 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5800                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5801                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5802 {
5803         if (!map || !dom)
5804                 goto error;
5805         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, dom->dim, isl_dim_param))
5806                 return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5807         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
5808             !isl_space_has_named_params(dom->dim))
5809                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5810                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
5811         map = isl_map_align_params(map, isl_map_get_space(dom));
5812         dom = isl_map_align_params(dom, isl_map_get_space(map));
5813         return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5814 error:
5815         if (empty)
5816                 *empty = NULL;
5817         isl_set_free(dom);
5818         isl_map_free(map);
5819         return NULL;
5820 }
5821
5822 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5823                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5824                 __isl_give isl_set **empty)
5825 {
5826         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5827 }
5828
5829 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5830                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5831                 __isl_give isl_set **empty)
5832 {
5833         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5834 }
5835
5836 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5837                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5838                 __isl_give isl_set **empty)
5839 {
5840         return (struct isl_set *)
5841                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5842                         dom, empty);
5843 }
5844
5845 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5846                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5847                 __isl_give isl_set **empty)
5848 {
5849         return (struct isl_set *)
5850                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5851                         dom, empty);
5852 }
5853
5854 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5855 {
5856         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5857         isl_space *dom_dim;
5858
5859         if (!bmap)
5860                 goto error;
5861         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5862         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5863         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5864 error:
5865         isl_basic_map_free(bmap);
5866         return NULL;
5867 }
5868
5869 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5870 {
5871         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5872 }
5873
5874 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5875 {
5876         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5877 }
5878
5879 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5880 {
5881         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5882 }
5883
5884 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5885 {
5886         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5887 }
5888
5889 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5890 {
5891         struct isl_set *dom = NULL;
5892         isl_space *dom_dim;
5893
5894         if (!map)
5895                 goto error;
5896         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(map->dim));
5897         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5898         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5899 error:
5900         isl_map_free(map);
5901         return NULL;
5902 }
5903
5904 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5905 {
5906         return isl_map_lexopt(map, 0);
5907 }
5908
5909 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5910 {
5911         return isl_map_lexopt(map, 1);
5912 }
5913
5914 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5915 {
5916         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5917 }
5918
5919 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5920 {
5921         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5922 }
5923
5924 /* Extract the first and only affine expression from list
5925  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5926  * This domain is known to be disjoint from other domains
5927  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5928  */
5929 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5930         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5931 {
5932         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5933         isl_aff *aff;
5934         isl_pw_aff **pwaff = user;
5935         isl_pw_aff *pwaff_i;
5936
5937         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5938                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5939                         "expecting single element list", goto error);
5940
5941         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5942         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5943
5944         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5945
5946         isl_aff_list_free(list);
5947
5948         return 0;
5949 error:
5950         isl_basic_set_free(dom);
5951         isl_aff_list_free(list);
5952         return -1;
5953 }
5954
5955 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5956  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5957  *
5958  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5959  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5960  */
5961 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5962         int max)
5963 {
5964         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5965         isl_pw_aff *pwaff;
5966         int r;
5967
5968         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5969         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5970         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5971
5972         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5973         if (r < 0)
5974                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5975
5976         return pwaff;
5977 }
5978
5979 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5980  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5981  * but independently of the other output dimensions.
5982  *
5983  * We first project out the other output dimension and then compute
5984  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5985  * using isl_pw_aff_union_max.
5986  */
5987 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5988         int max)
5989 {
5990         int i;
5991         isl_pw_aff *pwaff;
5992         unsigned n_out;
5993
5994         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
5995         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
5996         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
5997         if (!map)
5998                 return NULL;
5999
6000         if (map->n == 0) {
6001                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6002                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6003                 isl_map_free(map);
6004                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6005         }
6006
6007         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6008         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6009                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6010
6011                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6012                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6013         }
6014
6015         isl_map_free(map);
6016
6017         return pwaff;
6018 }
6019
6020 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6021  * parameters and input dimensions, but independently of
6022  * the other output dimensions.
6023  */
6024 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6025 {
6026         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6027 }
6028
6029 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6030  * as a function of the parameters,
6031  * but independently of the other set dimensions.
6032  */
6033 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6034         int max)
6035 {
6036         return map_dim_opt(set, pos, max);
6037 }
6038
6039 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6040  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6041  */
6042 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6043 {
6044         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6045 }
6046
6047 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6048  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6049  */
6050 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6051 {
6052         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6053 }
6054
6055 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6056  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6057  */
6058 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6059         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6060 {
6061         unsigned nparam;
6062
6063         if (!bset || !mat)
6064                 goto error;
6065
6066         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6067         if (!bset->dim)
6068                 goto error;
6069
6070         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6071
6072         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6073
6074         bset->dim->nparam = 0;
6075         bset->dim->n_out = nparam;
6076         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6077         if (bset) {
6078                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6079                 bset->dim->n_out = 0;
6080         }
6081         return bset;
6082 error:
6083         isl_mat_free(mat);
6084         isl_basic_set_free(bset);
6085         return NULL;
6086 }
6087
6088 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6089  * set is assumed to have only parameters and divs.
6090  */
6091 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6092         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6093 {
6094         isl_space *dim = NULL;
6095         unsigned nparam;
6096
6097         if (!set || !mat)
6098                 goto error;
6099
6100         dim = isl_space_copy(set->dim);
6101         dim = isl_space_cow(dim);
6102         if (!dim)
6103                 goto error;
6104
6105         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6106
6107         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6108
6109         dim->nparam = 0;
6110         dim->n_out = nparam;
6111         isl_set_reset_space(set, dim);
6112         set = isl_set_preimage(set, mat);
6113         if (!set)
6114                 goto error2;
6115         dim = isl_space_copy(set->dim);
6116         dim = isl_space_cow(dim);
6117         if (!dim)
6118                 goto error2;
6119         dim->nparam = dim->n_out;
6120         dim->n_out = 0;
6121         isl_set_reset_space(set, dim);
6122         return set;
6123 error:
6124         isl_space_free(dim);
6125         isl_mat_free(mat);
6126 error2:
6127         isl_set_free(set);
6128         return NULL;
6129 }
6130
6131 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6132  * equalities in "eq".
6133  */
6134 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6135         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6136 {
6137         int i, k;
6138         unsigned len;
6139
6140         if (!bset || !eq)
6141                 goto error;
6142
6143         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6144                                         eq->n_row, 0);
6145         if (!bset)
6146                 goto error;
6147
6148         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6149         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6150                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6151                 if (k < 0)
6152                         goto error;
6153                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6154                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6155         }
6156         isl_mat_free(eq);
6157
6158         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6159         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6160
6161         return bset;
6162 error:
6163         isl_mat_free(eq);
6164         isl_basic_set_free(bset);
6165         return NULL;
6166 }
6167
6168 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6169  * equalities in "eq".
6170  */
6171 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6172         struct isl_mat *eq)
6173 {
6174         int i;
6175
6176         if (!set || !eq)
6177                 goto error;
6178
6179         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6180                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6181                                         isl_mat_copy(eq));
6182                 if (!set->p[i])
6183                         goto error;
6184         }
6185         isl_mat_free(eq);
6186         return set;
6187 error:
6188         isl_mat_free(eq);
6189         isl_set_free(set);
6190         return NULL;
6191 }
6192
6193 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6194  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6195  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6196  * The output has the same parameters, but only
6197  * explicit existentially quantified variables.
6198  *
6199  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6200  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6201  * among the parameters by performing a variable compression on
6202  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6203  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6204  */
6205 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6206 {
6207         int i, j;
6208         struct isl_mat *eq;
6209         struct isl_mat *T, *T2;
6210         struct isl_set *set;
6211         unsigned nparam, n_div;
6212
6213         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6214         if (!bset)
6215                 return NULL;
6216
6217         if (bset->n_eq == 0)
6218                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6219
6220         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6221
6222         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6223         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6224
6225         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6226                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6227                         ++i;
6228         }
6229         if (i == bset->n_eq)
6230                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6231
6232         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6233                 0, 1 + nparam);
6234         eq = isl_mat_cow(eq);
6235         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6236         if (T && T->n_col == 0) {
6237                 isl_mat_free(T);
6238                 isl_mat_free(T2);
6239                 isl_mat_free(eq);
6240                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6241                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6242         }
6243         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6244
6245         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6246         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6247         set = set_append_equalities(set, eq);
6248         return set;
6249 }
6250
6251 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6252  * quantified variables.
6253  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6254  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6255  * no input or output dimensions and the dimension specification
6256  * is reset to that of the input.
6257  */
6258 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6259 {
6260         struct isl_basic_set *bset;
6261         struct isl_set *set;
6262         struct isl_map *map;
6263         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6264         unsigned         nparam;
6265         unsigned         n_in;
6266         unsigned         n_out;
6267
6268         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6269         if (!bmap)
6270                 return NULL;
6271
6272         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6273         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6274         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6275         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6276         if (!dim)
6277                 goto error;
6278
6279         orig_dim = bmap->dim;
6280         bmap->dim = dim;
6281         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6282
6283         set = parameter_compute_divs(bset);
6284         map = (struct isl_map *)set;
6285         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6286
6287         return map;
6288 error:
6289         isl_basic_map_free(bmap);
6290         return NULL;
6291 }
6292
6293 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6294 {
6295         int i;
6296         unsigned off;
6297
6298         if (!bmap)
6299                 return -1;
6300
6301         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6302         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6303                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6304                         return 0;
6305                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6306                                 return -1);
6307         }
6308         return 1;
6309 }
6310
6311 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6312 {
6313         int i;
6314
6315         if (!map)
6316                 return -1;
6317
6318         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6319                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6320                 if (known <= 0)
6321                         return known;
6322         }
6323
6324         return 1;
6325 }
6326
6327 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6328  * expressions for them.  However, this computation may be
6329  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6330  * strictly needed.
6331  */
6332 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6333 {
6334         int known;
6335         struct isl_map *map;
6336
6337         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6338         if (known < 0)
6339                 goto error;
6340         if (known)
6341                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6342
6343         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6344
6345         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6346         if (known < 0)
6347                 goto error;
6348         if (known)
6349                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6350
6351         map = compute_divs(bmap);
6352         return map;
6353 error:
6354         isl_basic_map_free(bmap);
6355         return NULL;
6356 }
6357
6358 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6359 {
6360         int i;
6361         int known;
6362         struct isl_map *res;
6363
6364         if (!map)
6365                 return NULL;
6366         if (map->n == 0)
6367                 return map;
6368
6369         known = map_divs_known(map);
6370         if (known < 0) {
6371                 isl_map_free(map);
6372                 return NULL;
6373         }
6374         if (known)
6375                 return map;
6376
6377         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6378         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6379                 struct isl_map *r2;
6380                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6381                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6382                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6383                 else
6384                         res = isl_map_union(res, r2);
6385         }
6386         isl_map_free(map);
6387
6388         return res;
6389 }
6390
6391 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6392 {
6393         return (struct isl_set *)
6394                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6395 }
6396
6397 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6398 {
6399         return (struct isl_set *)
6400                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6401 }
6402
6403 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6404 {
6405         int i;
6406         struct isl_set *set;
6407
6408         if (!map)
6409                 goto error;
6410
6411         map = isl_map_cow(map);
6412         if (!map)
6413                 return NULL;
6414
6415         set = (struct isl_set *)map;
6416         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6417         if (!set->dim)
6418                 goto error;
6419         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6420                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6421                 if (!set->p[i])
6422                         goto error;
6423         }
6424         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6425         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6426         return set;
6427 error:
6428         isl_map_free(map);
6429         return NULL;
6430 }
6431
6432 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6433         __isl_take isl_map *map2)
6434 {
6435         int i;
6436         unsigned flags = 0;
6437         struct isl_map *map = NULL;
6438
6439         if (!map1 || !map2)
6440                 goto error;
6441
6442         if (map1->n == 0) {
6443                 isl_map_free(map1);
6444                 return map2;
6445         }
6446         if (map2->n == 0) {
6447                 isl_map_free(map2);
6448                 return map1;
6449         }
6450
6451         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6452
6453         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6454             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6455                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6456
6457         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6458                                 map1->n + map2->n, flags);
6459         if (!map)
6460                 goto error;
6461         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6462                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6463                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6464                 if (!map)
6465                         goto error;
6466         }
6467         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6468                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6469                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6470                 if (!map)
6471                         goto error;
6472         }
6473         isl_map_free(map1);
6474         isl_map_free(map2);
6475         return map;
6476 error:
6477         isl_map_free(map);
6478         isl_map_free(map1);
6479         isl_map_free(map2);
6480         return NULL;
6481 }
6482
6483 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6484         __isl_take isl_map *map2)
6485 {
6486         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6487 }
6488
6489 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6490 {
6491         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6492         if (!map1)
6493                 return NULL;
6494         if (map1->n > 1)
6495                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6496         return map1;
6497 }
6498
6499 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6500                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6501 {
6502         return (struct isl_set *)
6503                 isl_map_union_disjoint(
6504                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6505 }
6506
6507 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6508 {
6509         return (struct isl_set *)
6510                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6511 }
6512
6513 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6514         __isl_take isl_set *set)
6515 {
6516         unsigned flags = 0;
6517         struct isl_map *result;
6518         int i, j;
6519
6520         if (!map || !set)
6521                 goto error;
6522
6523         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6524                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6525                         "parameters don't match", goto error);
6526
6527         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6528             !isl_map_compatible_range(map, set))
6529                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6530                         "incompatible spaces", goto error);
6531
6532         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6533                 isl_set_free(set);
6534                 return map;
6535         }
6536
6537         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6538             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6539                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6540
6541         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6542                                         map->n * set->n, flags);
6543         if (!result)
6544                 goto error;
6545         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6546                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6547                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6548                             isl_basic_map_intersect_range(
6549                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6550                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6551                         if (!result)
6552                                 goto error;
6553                 }
6554         isl_map_free(map);
6555         isl_set_free(set);
6556         return result;
6557 error:
6558         isl_map_free(map);
6559         isl_set_free(set);
6560         return NULL;
6561 }
6562
6563 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6564         __isl_take isl_set *set)
6565 {
6566         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6567 }
6568
6569 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6570                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6571 {
6572         return isl_map_reverse(
6573                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6574 }
6575
6576 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6577         __isl_take isl_map *map2)
6578 {
6579         if (!map1 || !map2)
6580                 goto error;
6581         map1 = isl_map_reverse(map1);
6582         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6583         return isl_map_reverse(map1);
6584 error:
6585         isl_map_free(map1);
6586         isl_map_free(map2);
6587         return NULL;
6588 }
6589
6590 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6591         __isl_take isl_map *map2)
6592 {
6593         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6594 }
6595
6596 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6597         __isl_take isl_map *map2)
6598 {
6599         isl_space *dim_result;
6600         struct isl_map *result;
6601         int i, j;
6602
6603         if (!map1 || !map2)
6604                 goto error;
6605
6606         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6607                                   isl_space_copy(map2->dim));
6608
6609         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6610         if (!result)
6611                 goto error;
6612         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6613                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6614                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6615                             isl_basic_map_apply_range(
6616                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6617                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6618                         if (!result)
6619                                 goto error;
6620                 }
6621         isl_map_free(map1);
6622         isl_map_free(map2);
6623         if (result && result->n <= 1)
6624                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6625         return result;
6626 error:
6627         isl_map_free(map1);
6628         isl_map_free(map2);
6629         return NULL;
6630 }
6631
6632 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6633         __isl_take isl_map *map2)
6634 {
6635         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6636 }
6637
6638 /*
6639  * returns range - domain
6640  */
6641 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6642 {
6643         isl_space *dims, *target_dim;
6644         struct isl_basic_set *bset;
6645         unsigned dim;
6646         unsigned nparam;
6647         int i;
6648
6649         if (!bmap)
6650                 goto error;
6651         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6652                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6653                    goto error);
6654         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6655         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6656         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6657         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6658         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6659         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6660         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6661         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6662         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6663         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6664                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6665                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6666                 if (j < 0)
6667                         goto error;
6668                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6669                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6670                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6671                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6672         }
6673         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6674         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6675         return bset;
6676 error:
6677         isl_basic_map_free(bmap);
6678         return NULL;
6679 }
6680
6681 /*
6682  * returns range - domain
6683  */
6684 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6685 {
6686         int i;
6687         isl_space *dim;
6688         struct isl_set *result;
6689
6690         if (!map)
6691                 return NULL;
6692
6693         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6694                                                  map->dim, isl_dim_out),
6695                    goto error);
6696         dim = isl_map_get_space(map);
6697         dim = isl_space_domain(dim);
6698         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6699         if (!result)
6700                 goto error;
6701         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6702                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6703                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6704         isl_map_free(map);
6705         return result;
6706 error:
6707         isl_map_free(map);
6708         return NULL;
6709 }
6710
6711 /*
6712  * returns [domain -> range] -> range - domain
6713  */
6714 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6715         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6716 {
6717         int i, k;
6718         isl_space *dim;
6719         isl_basic_map *domain;
6720         int nparam, n;
6721         unsigned total;
6722
6723         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6724                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6725                         "domain and range don't match", goto error);
6726
6727         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6728         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6729
6730         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6731         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6732
6733         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6734         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6735         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6736
6737         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6738
6739         for (i = 0; i < n; ++i) {
6740                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6741                 if (k < 0)
6742                         goto error;
6743                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6744                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6745                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6746                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6747         }
6748
6749         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6750         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6751 error:
6752         isl_basic_map_free(bmap);
6753         return NULL;
6754 }
6755
6756 /*
6757  * returns [domain -> range] -> range - domain
6758  */
6759 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6760 {
6761         int i;
6762         isl_space *domain_dim;
6763
6764         if (!map)
6765                 return NULL;
6766
6767         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6768                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6769                         "domain and range don't match", goto error);
6770
6771         map = isl_map_cow(map);
6772         if (!map)
6773                 return NULL;
6774
6775         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6776         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6777         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6778         if (!map->dim)
6779                 goto error;
6780         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6781                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6782                 if (!map->p[i])
6783                         goto error;
6784         }
6785         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6786         return map;
6787 error:
6788         isl_map_free(map);
6789         return NULL;
6790 }
6791
6792 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6793 {
6794         struct isl_basic_map *bmap;
6795         unsigned nparam;
6796         unsigned dim;
6797         int i;
6798
6799         if (!dims)
6800                 return NULL;
6801
6802         nparam = dims->nparam;
6803         dim = dims->n_out;
6804         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6805         if (!bmap)
6806                 goto error;
6807
6808         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6809                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6810                 if (j < 0)
6811                         goto error;
6812                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6813                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6814                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6815         }
6816         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6817 error:
6818         isl_basic_map_free(bmap);
6819         return NULL;
6820 }
6821
6822 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6823 {
6824         if (!dim)
6825                 return NULL;
6826         if (dim->n_in != dim->n_out)
6827                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6828                         "number of input and output dimensions needs to be "
6829                         "the same", goto error);
6830         return basic_map_identity(dim);
6831 error:
6832         isl_space_free(dim);
6833         return NULL;
6834 }
6835
6836 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6837 {
6838         if (!model || !model->dim)
6839                 return NULL;
6840         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6841 }
6842
6843 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6844 {
6845         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6846 }
6847
6848 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6849 {
6850         if (!model || !model->dim)
6851                 return NULL;
6852         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6853 }
6854
6855 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6856 {
6857         if (!model || !model->dim)
6858                 return NULL;
6859         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6860 }
6861
6862 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6863 {
6864         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6865         isl_map *id;
6866         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6867         return isl_map_intersect_range(id, set);
6868 }
6869
6870 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6871  * values.
6872  */
6873 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6874         __isl_take isl_space *space)
6875 {
6876         int i;
6877         unsigned nparam;
6878         unsigned dim;
6879         struct isl_basic_set *bset;
6880
6881         if (!space)
6882                 return NULL;
6883         nparam = space->nparam;
6884         dim = space->n_out;
6885         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6886         if (!bset)
6887                 return NULL;
6888         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6889                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6890                 if (k < 0)
6891                         goto error;
6892                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6893                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6894         }
6895         return bset;
6896 error:
6897         isl_basic_set_free(bset);
6898         return NULL;
6899 }
6900
6901 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6902  */
6903 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6904         int pos)
6905 {
6906         int k;
6907         isl_basic_set *nonneg;
6908
6909         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6910         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6911         if (k < 0)
6912                 goto error;
6913         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6914         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6915
6916         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6917 error:
6918         isl_basic_set_free(nonneg);
6919         return NULL;
6920 }
6921
6922 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6923  */
6924 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6925 {
6926         int k;
6927         isl_basic_set *neg;
6928
6929         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6930         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6931         if (k < 0)
6932                 goto error;
6933         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6934         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6935         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6936
6937         return isl_basic_set_finalize(neg);
6938 error:
6939         isl_basic_set_free(neg);
6940         return NULL;
6941 }
6942
6943 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6944         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6945 {
6946         int i;
6947         isl_basic_set *nonneg;
6948         isl_basic_set *neg;
6949
6950         if (!set)
6951                 return NULL;
6952         if (n == 0)
6953                 return set;
6954
6955         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6956
6957         for (i = 0; i < n; ++i) {
6958                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6959                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6960                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6961                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6962
6963                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6964         }
6965
6966         return set;
6967 error:
6968         isl_set_free(set);
6969         return NULL;
6970 }
6971
6972 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6973         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6974         void *user)
6975 {
6976         isl_set *half;
6977
6978         if (!set)
6979                 return -1;
6980         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6981                 isl_set_free(set);
6982                 return 0;
6983         }
6984         if (first == len)
6985                 return fn(set, signs, user);
6986
6987         signs[first] = 1;
6988         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6989                                                         1 + first));
6990         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6991         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6992                 goto error;
6993
6994         signs[first] = -1;
6995         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6996                                                         1 + first));
6997         half = isl_set_intersect(half, set);
6998         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6999 error:
7000         isl_set_free(set);
7001         return -1;
7002 }
7003
7004 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7005  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7006  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7007  * to the sign of the corresponding variable.
7008  */
7009 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7010         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7011         void *user)
7012 {
7013         unsigned nparam;
7014         unsigned nvar;
7015         int *signs;
7016         int r;
7017
7018         if (!set)
7019                 return -1;
7020         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7021                 return 0;
7022
7023         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7024         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7025
7026         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7027
7028         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7029                             fn, user);
7030
7031         free(signs);
7032
7033         return r;
7034 }
7035
7036 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7037 {
7038         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7039 }
7040
7041 int isl_basic_map_is_subset(
7042                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7043 {
7044         int is_subset;
7045         struct isl_map *map1;
7046         struct isl_map *map2;
7047
7048         if (!bmap1 || !bmap2)
7049                 return -1;
7050
7051         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7052         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7053
7054         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7055
7056         isl_map_free(map1);
7057         isl_map_free(map2);
7058
7059         return is_subset;
7060 }
7061
7062 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7063         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7064 {
7065         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7066 }
7067
7068 int isl_basic_map_is_equal(
7069                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7070 {
7071         int is_subset;
7072
7073         if (!bmap1 || !bmap2)
7074                 return -1;
7075         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7076         if (is_subset != 1)
7077                 return is_subset;
7078         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7079         return is_subset;
7080 }
7081
7082 int isl_basic_set_is_equal(
7083                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7084 {
7085         return isl_basic_map_is_equal(
7086                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7087 }
7088
7089 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7090 {
7091         int i;
7092         int is_empty;
7093
7094         if (!map)
7095                 return -1;
7096         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7097                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7098                 if (is_empty < 0)
7099                         return -1;
7100                 if (!is_empty)
7101                         return 0;
7102         }
7103         return 1;
7104 }
7105
7106 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7107 {
7108         return map ? map->n == 0 : -1;
7109 }
7110
7111 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7112 {
7113         return isl_map_plain_is_empty(map);
7114 }
7115
7116 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7117 {
7118         return set ? set->n == 0 : -1;
7119 }
7120
7121 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7122 {
7123         return isl_set_plain_is_empty(set);
7124 }
7125
7126 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7127 {
7128         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7129 }
7130
7131 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7132 {
7133         if (!map1 || !map2)
7134                 return -1;
7135
7136         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7137 }
7138
7139 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7140 {
7141         if (!set1 || !set2)
7142                 return -1;
7143
7144         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7145 }
7146
7147 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7148 {
7149         int is_subset;
7150
7151         if (!map1 || !map2)
7152                 return -1;
7153         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7154         if (is_subset != 1)
7155                 return is_subset;
7156         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7157         return is_subset;
7158 }
7159
7160 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7161 {
7162         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7163 }
7164
7165 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7166                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7167 {
7168         int is_subset;
7169
7170         if (!bmap1 || !bmap2)
7171                 return -1;
7172         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7173         if (is_subset != 1)
7174                 return is_subset;
7175         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7176         if (is_subset == -1)
7177                 return is_subset;
7178         return !is_subset;
7179 }
7180
7181 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7182 {
7183         int is_subset;
7184
7185         if (!map1 || !map2)
7186                 return -1;
7187         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7188         if (is_subset != 1)
7189                 return is_subset;
7190         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7191         if (is_subset == -1)
7192                 return is_subset;
7193         return !is_subset;
7194 }
7195
7196 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7197 {
7198         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7199 }
7200
7201 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7202 {
7203         if (!bmap)
7204                 return -1;
7205         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7206 }
7207
7208 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7209 {
7210         if (!bset)
7211                 return -1;
7212         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7213 }
7214
7215 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7216 {
7217         int i;
7218
7219         if (!map)
7220                 return -1;
7221
7222         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7223                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7224                 if (r < 0 || r)
7225                         return r;
7226         }
7227
7228         return 0;
7229 }
7230
7231 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7232 {
7233         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7234 }
7235
7236 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7237 {
7238         return isl_set_plain_is_universe(set);
7239 }
7240
7241 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7242 {
7243         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7244         struct isl_vec *sample = NULL;
7245         int empty;
7246         unsigned total;
7247
7248         if (!bmap)
7249                 return -1;
7250
7251         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7252                 return 1;
7253
7254         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7255                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7256                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7257                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7258                 isl_basic_map_free(copy);
7259                 return empty;
7260         }
7261
7262         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7263         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7264                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7265                 if (contains < 0)
7266                         return -1;
7267                 if (contains)
7268                         return 0;
7269         }
7270         isl_vec_free(bmap->sample);
7271         bmap->sample = NULL;
7272         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7273         if (!bset)
7274                 return -1;
7275         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7276         if (!sample)
7277                 return -1;
7278         empty = sample->size == 0;
7279         isl_vec_free(bmap->sample);
7280         bmap->sample = sample;
7281         if (empty)
7282                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7283
7284         return empty;
7285 }
7286
7287 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7288 {
7289         if (!bmap)
7290                 return -1;
7291         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7292 }
7293
7294 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7295 {
7296         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7297 }
7298
7299 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7300 {
7301         if (!bset)
7302                 return -1;
7303         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7304 }
7305
7306 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7307 {
7308         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7309 }
7310
7311 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7312 {
7313         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7314 }
7315
7316 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7317         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7318 {
7319         struct isl_map *map;
7320         if (!bmap1 || !bmap2)
7321                 goto error;
7322
7323         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7324
7325         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7326         if (!map)
7327                 goto error;
7328         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7329         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7330         return map;
7331 error:
7332         isl_basic_map_free(bmap1);
7333         isl_basic_map_free(bmap2);
7334         return NULL;
7335 }
7336
7337 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7338                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7339 {
7340         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7341                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7342                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7343 }
7344
7345 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7346 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7347 {
7348         int i;
7349         unsigned off;
7350
7351         if (!bmap)
7352                 return NULL;
7353
7354         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7355
7356         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7357                 int pos;
7358                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7359                         continue;
7360                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7361                                                             bmap->n_div-i);
7362                 if (pos == -1)
7363                         continue;
7364                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7365                 --i;
7366         }
7367         return bmap;
7368 }
7369
7370 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7371 {
7372         return (struct isl_basic_set *)
7373                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7374 }
7375
7376 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7377 {
7378         int i;
7379
7380         if (!map)
7381                 return 0;
7382
7383         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7384                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7385                 if (!map->p[i])
7386                         goto error;
7387         }
7388
7389         return map;
7390 error:
7391         isl_map_free(map);
7392         return NULL;
7393 }
7394
7395 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7396  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7397  * list of divs is given by "div".
7398  */
7399 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7400         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7401 {
7402         int i, j;
7403         int n_div;
7404
7405         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7406         if (!bset || !div)
7407                 goto error;
7408
7409         if (div->n_row < bset->n_div)
7410                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7411                         "not an expansion", goto error);
7412
7413         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7414                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7415                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7416
7417         n_div = bset->n_div;
7418         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7419                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7420                         goto error;
7421
7422         j = n_div - 1;
7423         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7424                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7425                         if (i != j)
7426                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7427                         j--;
7428                 } else {
7429                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7430                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7431                                 goto error;
7432                 }
7433         }
7434
7435         isl_mat_free(div);
7436         return bset;
7437 error:
7438         isl_basic_set_free(bset);
7439         isl_mat_free(div);
7440         return NULL;
7441 }
7442
7443 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7444  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7445  * 
7446  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7447  * of the corresponding div in dst otherwise.
7448  */
7449 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7450                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7451 {
7452         int i;
7453
7454         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7455
7456         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7457         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7458                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7459                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7460                                                 dst->n_div - div) == -1)
7461                         return i;
7462         return -1;
7463 }
7464
7465 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7466                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7467 {
7468         int i;
7469         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7470
7471         if (!dst || !src)
7472                 goto error;
7473
7474         if (src->n_div == 0)
7475                 return dst;
7476
7477         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7478                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7479
7480         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7481         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7482         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7483                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7484         if (!dst)
7485                 return NULL;
7486         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7487                 int j = find_div(dst, src, i);
7488                 if (j < 0) {
7489                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7490                         if (j < 0)
7491                                 goto error;
7492                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7493                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7494                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7495                                 goto error;
7496                 }
7497                 if (j != i)
7498                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7499         }
7500         return dst;
7501 error:
7502         isl_basic_map_free(dst);
7503         return NULL;
7504 }
7505
7506 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7507                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7508 {
7509         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7510                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7511 }
7512
7513 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7514 {
7515         int i;
7516
7517         if (!map)
7518                 return NULL;
7519         if (map->n == 0)
7520                 return map;
7521         map = isl_map_compute_divs(map);
7522         map = isl_map_cow(map);
7523         if (!map)
7524                 return NULL;
7525
7526         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7527                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7528         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7529                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7530
7531         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7532         return map;
7533 }
7534
7535 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7536 {
7537         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7538 }
7539
7540 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7541         __isl_take isl_map *map)
7542 {
7543         if (!set || !map)
7544                 goto error;
7545         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7546         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7547         set = isl_map_range(map);
7548         return set;
7549 error:
7550         isl_set_free(set);
7551         isl_map_free(map);
7552         return NULL;
7553 }
7554
7555 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7556         __isl_take isl_map *map)
7557 {
7558         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7559 }
7560
7561 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7562  * the meaning of the set.
7563  */
7564 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7565 {
7566         int i;
7567
7568         if (!map)
7569                 return NULL;
7570
7571         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7572                 remove_if_empty(map, i);
7573
7574         return map;
7575 }
7576
7577 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7578 {
7579         return (struct isl_set *)
7580                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7581 }
7582
7583 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7584 {
7585         struct isl_basic_map *bmap;
7586         if (!map || map->n == 0)
7587                 return NULL;
7588         bmap = map->p[map->n-1];
7589         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7590         return isl_basic_map_copy(bmap);
7591 }
7592
7593 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7594 {
7595         return (struct isl_basic_set *)
7596                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7597 }
7598
7599 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7600                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7601 {
7602         int i;
7603
7604         if (!map || !bmap)
7605                 goto error;
7606         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7607                 if (map->p[i] != bmap)
7608                         continue;
7609                 map = isl_map_cow(map);
7610                 if (!map)
7611                         goto error;
7612                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7613                 if (i != map->n-1) {
7614                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7615                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7616                 }
7617                 map->n--;
7618                 return map;
7619         }
7620         return map;
7621 error:
7622         isl_map_free(map);
7623         return NULL;
7624 }
7625
7626 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7627                                                 struct isl_basic_set *bset)
7628 {
7629         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7630                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7631 }
7632
7633 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7634  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7635  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7636  */
7637 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7638         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7639         int pos, isl_int *opt)
7640 {
7641         isl_space *dims;
7642         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7643         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7644         struct isl_ctx *ctx;
7645         struct isl_vec *obj;
7646         unsigned total;
7647         unsigned nparam;
7648         unsigned dim1, dim2;
7649         enum isl_lp_result res;
7650
7651         if (!bset1 || !bset2)
7652                 return isl_lp_error;
7653
7654         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7655         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7656         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7657         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7658         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7659         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7660         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7661         if (!bmap1 || !bmap2)
7662                 goto error;
7663         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7664         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7665                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7666                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7667         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7668         if (!bmap1)
7669                 goto error;
7670         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7671         ctx = bmap1->ctx;
7672         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7673         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7674         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7675         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7676         if (!obj)
7677                 goto error;
7678         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7679                                         opt, NULL, NULL);
7680         isl_basic_map_free(bmap1);
7681         isl_vec_free(obj);
7682         return res;
7683 error:
7684         isl_basic_map_free(bmap1);
7685         isl_basic_map_free(bmap2);
7686         return isl_lp_error;
7687 }
7688
7689 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7690  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7691  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7692  * smaller or larger than those in bset2.
7693  *
7694  * Returns
7695  *       1 if bset1 follows bset2
7696  *      -1 if bset1 precedes bset2
7697  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7698  *      -2 if some error occurred.
7699  */
7700 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7701         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7702 {
7703         isl_int opt;
7704         enum isl_lp_result res;
7705         int cmp;
7706
7707         isl_int_init(opt);
7708
7709         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7710
7711         if (res == isl_lp_empty)
7712                 cmp = 0;
7713         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7714                   res == isl_lp_unbounded)
7715                 cmp = 1;
7716         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7717                 cmp = -1;
7718         else
7719                 cmp = -2;
7720
7721         isl_int_clear(opt);
7722         return cmp;
7723 }
7724
7725 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7726  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7727  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7728  * than a value of the same dimension in bset2.
7729  *
7730  * Return
7731  *       1 if there exists such a pair
7732  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7733  *      -1 otherwise
7734  *      -2 if some error occurred.
7735  */
7736 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7737         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7738 {
7739         isl_int opt;
7740         enum isl_lp_result res;
7741         int cmp;
7742
7743         isl_int_init(opt);
7744
7745         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7746
7747         if (res == isl_lp_empty)
7748                 cmp = -1;
7749         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7750                   res == isl_lp_unbounded)
7751                 cmp = 1;
7752         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7753                 cmp = -1;
7754         else if (res == isl_lp_ok)
7755                 cmp = 0;
7756         else
7757                 cmp = -2;
7758
7759         isl_int_clear(opt);
7760         return cmp;
7761 }
7762
7763 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7764  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7765  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7766  * than a value of the same dimension in set2.
7767  *
7768  * Return
7769  *       1 if there exists such a pair
7770  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7771  *      -1 otherwise
7772  *      -2 if some error occurred.
7773  */
7774 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7775         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7776 {
7777         int i, j;
7778         int follows = -1;
7779
7780         if (!set1 || !set2)
7781                 return -2;
7782
7783         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7784                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7785                         int f;
7786                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7787                         if (f == 1 || f == -2)
7788                                 return f;
7789                         if (f > follows)
7790                                 follows = f;
7791                 }
7792
7793         return follows;
7794 }
7795
7796 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7797         unsigned pos, isl_int *val)
7798 {
7799         int i;
7800         int d;
7801         unsigned total;
7802
7803         if (!bmap)
7804                 return -1;
7805         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7806         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7807                 for (; d+1 > pos; --d)
7808                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7809                                 break;
7810                 if (d != pos)
7811                         continue;
7812                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7813                         return 0;
7814                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7815                         return 0;
7816                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7817                         return 0;
7818                 if (val)
7819                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7820                 return 1;
7821         }
7822         return 0;
7823 }
7824
7825 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7826         unsigned pos, isl_int *val)
7827 {
7828         int i;
7829         isl_int v;
7830         isl_int tmp;
7831         int fixed;
7832
7833         if (!map)
7834                 return -1;
7835         if (map->n == 0)
7836                 return 0;
7837         if (map->n == 1)
7838                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7839         isl_int_init(v);
7840         isl_int_init(tmp);
7841         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7842         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7843                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7844                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7845                         fixed = 0;
7846         }
7847         if (val)
7848                 isl_int_set(*val, v);
7849         isl_int_clear(tmp);
7850         isl_int_clear(v);
7851         return fixed;
7852 }
7853
7854 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7855         unsigned pos, isl_int *val)
7856 {
7857         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7858                                                 pos, val);
7859 }
7860
7861 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7862         isl_int *val)
7863 {
7864         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7865 }
7866
7867 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7868         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7869 {
7870         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7871                 return -1;
7872         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7873                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7874 }
7875
7876 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7877         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7878 {
7879         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7880                 return -1;
7881         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7882                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7883 }
7884
7885 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7886         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7887 {
7888         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7889 }
7890
7891 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7892         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7893 {
7894         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7895 }
7896
7897 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7898  * then return this fixed value in *val.
7899  */
7900 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7901         unsigned dim, isl_int *val)
7902 {
7903         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7904                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7905 }
7906
7907 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7908  * then return this fixed value in *val.
7909  */
7910 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7911         unsigned dim, isl_int *val)
7912 {
7913         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7914 }
7915
7916 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7917         unsigned dim, isl_int *val)
7918 {
7919         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7920 }
7921
7922 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7923  * then return this fixed value in *val.
7924  */
7925 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7926         unsigned in, isl_int *val)
7927 {
7928         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7929 }
7930
7931 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7932  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7933  */
7934 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7935         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7936 {
7937         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7938         isl_int *c;
7939         unsigned total;
7940         unsigned nparam;
7941
7942         if (!bset)
7943                 return -1;
7944         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7945         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7946         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7947                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7948                         continue;
7949                 if (i_eq != -1)
7950                         return 0;
7951                 i_eq = i;
7952         }
7953         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7954                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7955                         continue;
7956                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7957                         return 0;
7958                 i_ineq = i;
7959         }
7960         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7961                 return 0;
7962         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7963         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7964         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7965                 return 0;
7966         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7967                 return 0;
7968         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7969                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7970                 return 0;
7971         if (val)
7972                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7973         return 1;
7974 }
7975
7976 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7977         unsigned dim, isl_int *val)
7978 {
7979         int i;
7980         isl_int v;
7981         isl_int tmp;
7982         int fixed;
7983
7984         if (!set)
7985                 return -1;
7986         if (set->n == 0)
7987                 return 0;
7988         if (set->n == 1)
7989                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7990                                                                 dim, val);
7991         isl_int_init(v);
7992         isl_int_init(tmp);
7993         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7994                                                                 dim, &v);
7995         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7996                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7997                                                                 dim, &tmp);
7998                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7999                         fixed = 0;
8000         }
8001         if (val)
8002                 isl_int_set(*val, v);
8003         isl_int_clear(tmp);
8004         isl_int_clear(v);
8005         return fixed;
8006 }
8007
8008 struct constraint {
8009         unsigned        size;
8010         isl_int         *c;
8011 };
8012
8013 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8014  * variables sorting first.
8015  */
8016 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8017 {
8018         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8019         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8020         int l1, l2;
8021         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8022
8023         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8024         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8025
8026         if (l1 != l2)
8027                 return l1 - l2;
8028
8029         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8030 }
8031
8032 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8033         struct isl_basic_map *bmap)
8034 {
8035         int i;
8036         struct constraint *c;
8037         unsigned total;
8038
8039         if (!bmap)
8040                 return NULL;
8041         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8042         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8043         if (!c)
8044                 goto error;
8045         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8046                 c[i].size = total;
8047                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8048         }
8049         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8050         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8051                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8052         free(c);
8053         return bmap;
8054 error:
8055         isl_basic_map_free(bmap);
8056         return NULL;
8057 }
8058
8059 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8060         __isl_take isl_basic_set *bset)
8061 {
8062         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8063                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8064 }
8065
8066 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8067 {
8068         if (!bmap)
8069                 return NULL;
8070         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8071                 return bmap;
8072         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8073         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8074         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8075         return bmap;
8076 }
8077
8078 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8079 {
8080         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8081                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8082 }
8083
8084 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8085         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8086 {
8087         int i, cmp;
8088         unsigned total;
8089
8090         if (bmap1 == bmap2)
8091                 return 0;
8092         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8093             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8094                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8095         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8096                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8097         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8098                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8099         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8100                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8101         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8102             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8103                 return 0;
8104         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8105                 return 1;
8106         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8107                 return -1;
8108         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8109                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8110         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8111                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8112         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8113                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8114         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8115         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8116                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8117                 if (cmp)
8118                         return cmp;
8119         }
8120         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8121                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8122                 if (cmp)
8123                         return cmp;
8124         }
8125         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8126                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8127                 if (cmp)
8128                         return cmp;
8129         }
8130         return 0;
8131 }
8132
8133 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8134         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8135 {
8136         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8137 }
8138
8139 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
8140         const __isl_keep isl_set *set2)
8141 {
8142         int i, cmp;
8143
8144         if (set1 == set2)
8145                 return 0;
8146         if (set1->n != set2->n)
8147                 return set1->n - set2->n;
8148
8149         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8150                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8151                 if (cmp)
8152                         return cmp;
8153         }
8154
8155         return 0;
8156 }
8157
8158 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8159         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8160 {
8161         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8162 }
8163
8164 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8165         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8166 {
8167         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8168                                             (isl_basic_map *)bset2);
8169 }
8170
8171 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8172 {
8173         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8174         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8175
8176         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8177 }
8178
8179 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8180  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8181  * meaning of any possible other copies of map.
8182  */
8183 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8184 {
8185         int i, j;
8186         struct isl_basic_map *bmap;
8187
8188         if (!map)
8189                 return NULL;
8190         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8191                 return map;
8192         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8193                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8194                 if (!bmap)
8195                         goto error;
8196                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8197                 map->p[i] = bmap;
8198         }
8199         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8200         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8201         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8202         if (!map)
8203                 return NULL;
8204         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8205                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8206                         continue;
8207                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8208                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8209                         map->p[j-1] = map->p[j];
8210                 map->n--;
8211         }
8212         return map;
8213 error:
8214         isl_map_free(map);
8215         return NULL;
8216
8217 }
8218
8219 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8220 {
8221         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8222 }
8223
8224 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8225 {
8226         int i;
8227         int equal;
8228
8229         if (!map1 || !map2)
8230                 return -1;
8231
8232         if (map1 == map2)
8233                 return 1;
8234         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8235                 return 0;
8236
8237         map1 = isl_map_copy(map1);
8238         map2 = isl_map_copy(map2);
8239         map1 = isl_map_normalize(map1);
8240         map2 = isl_map_normalize(map2);
8241         if (!map1 || !map2)
8242                 goto error;
8243         equal = map1->n == map2->n;
8244         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8245                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8246                 if (equal < 0)
8247                         goto error;
8248         }
8249         isl_map_free(map1);
8250         isl_map_free(map2);
8251         return equal;
8252 error:
8253         isl_map_free(map1);
8254         isl_map_free(map2);
8255         return -1;
8256 }
8257
8258 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8259 {
8260         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8261 }
8262
8263 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8264 {
8265         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8266                                                 (struct isl_map *)set2);
8267 }
8268
8269 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8270 {
8271         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8272 }
8273
8274 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8275  */
8276 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8277         isl_int min, isl_int max)
8278 {
8279         int k;
8280         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8281
8282         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8283         if (!bset)
8284                 goto error;
8285
8286         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8287         if (k < 0)
8288                 goto error;
8289         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8290         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8291
8292         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8293         if (k < 0)
8294                 goto error;
8295         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8296         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8297
8298         return bset;
8299 error:
8300         isl_basic_set_free(bset);
8301         return NULL;
8302 }
8303
8304 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8305  */
8306 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8307         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8308 {
8309         int i;
8310         unsigned dim;
8311         unsigned nparam;
8312         unsigned extra;
8313         unsigned n_eq;
8314         unsigned n_ineq;
8315         struct isl_basic_set *product = NULL;
8316
8317         if (!list)
8318                 goto error;
8319         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8320         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8321         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8322         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8323         extra = list->p[0]->n_div;
8324         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8325         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8326         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8327                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8328                 isl_assert(list->ctx,
8329                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8330                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8331                 extra += list->p[i]->n_div;
8332                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8333                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8334         }
8335         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8336                                         n_eq, n_ineq);
8337         if (!product)
8338                 goto error;
8339         dim = 0;
8340         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8341                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8342                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8343                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8344         }
8345         isl_basic_set_list_free(list);
8346         return product;
8347 error:
8348         isl_basic_set_free(product);
8349         isl_basic_set_list_free(list);
8350         return NULL;
8351 }
8352
8353 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8354                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8355 {
8356         isl_space *dim_result = NULL;
8357         struct isl_basic_map *bmap;
8358         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8359         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8360
8361         if (!bmap1 || !bmap2)
8362                 goto error;
8363
8364         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8365                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8366         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8367                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8368
8369         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8370         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8371         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8372         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8373         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8374
8375         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8376         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8377         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8378         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8379         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8380         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8381         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8382         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8383         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8384         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8385         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8386
8387         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8388                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8389                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8390                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8391         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8392         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8393         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8394         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8395 error:
8396         isl_basic_map_free(bmap1);
8397         isl_basic_map_free(bmap2);
8398         return NULL;
8399 }
8400
8401 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8402         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8403 {
8404         isl_basic_map *prod;
8405
8406         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8407         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8408         return prod;
8409 }
8410
8411 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8412         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8413 {
8414         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8415 }
8416
8417 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8418         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8419 {
8420         isl_space *space_result = NULL;
8421         isl_basic_map *bmap;
8422         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8423         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8424
8425         if (!bmap1 || !bmap2)
8426                 goto error;
8427
8428         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8429                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8430
8431         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8432         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8433         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8434         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8435
8436         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8437         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8438         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8439         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8440         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8441         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8442         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8443         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8444         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8445         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8446         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8447
8448         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8449                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8450                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8451                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8452         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8453         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8454         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8455         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8456 error:
8457         isl_basic_map_free(bmap1);
8458         isl_basic_map_free(bmap2);
8459         return NULL;
8460 }
8461
8462 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8463         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8464 {
8465         isl_space *dim_result = NULL;
8466         isl_basic_map *bmap;
8467         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8468         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8469
8470         if (!bmap1 || !bmap2)
8471                 goto error;
8472
8473         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8474                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8475                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8476                         "parameters don't match", goto error);
8477
8478         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8479                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8480
8481         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8482         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8483         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8484         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8485
8486         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8487         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8488         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8489         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8490         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8491         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8492         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8493         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8494         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8495         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8496         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8497
8498         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8499                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8500                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8501                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8502         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8503         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8504         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8505         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8506 error:
8507         isl_basic_map_free(bmap1);
8508         isl_basic_map_free(bmap2);
8509         return NULL;
8510 }
8511
8512 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8513         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8514 {
8515         isl_basic_map *prod;
8516
8517         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8518         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8519         return prod;
8520 }
8521
8522 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8523         __isl_take isl_map *map2,
8524         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8525                                            __isl_take isl_space *right),
8526         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8527                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8528 {
8529         unsigned flags = 0;
8530         struct isl_map *result;
8531         int i, j;
8532
8533         if (!map1 || !map2)
8534                 goto error;
8535
8536         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8537                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8538
8539         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8540             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8541                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8542
8543         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8544                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8545                                 map1->n * map2->n, flags);
8546         if (!result)
8547                 goto error;
8548         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8549                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8550                         struct isl_basic_map *part;
8551                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8552                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8553                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8554                                 isl_basic_map_free(part);
8555                         else
8556                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8557                         if (!result)
8558                                 goto error;
8559                 }
8560         isl_map_free(map1);
8561         isl_map_free(map2);
8562         return result;
8563 error:
8564         isl_map_free(map1);
8565         isl_map_free(map2);
8566         return NULL;
8567 }
8568
8569 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8570  */
8571 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8572         __isl_take isl_map *map2)
8573 {
8574         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8575 }
8576
8577 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8578         __isl_take isl_map *map2)
8579 {
8580         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8581 }
8582
8583 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8584  */
8585 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8586         __isl_take isl_map *map2)
8587 {
8588         isl_map *prod;
8589
8590         prod = isl_map_product(map1, map2);
8591         prod = isl_map_flatten(prod);
8592         return prod;
8593 }
8594
8595 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8596  */
8597 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8598 {
8599         return isl_map_range_product(set1, set2);
8600 }
8601
8602 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8603         __isl_take isl_set *set2)
8604 {
8605         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8606 }
8607
8608 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8609  */
8610 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8611         __isl_take isl_map *map2)
8612 {
8613         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8614                                 &isl_basic_map_domain_product);
8615 }
8616
8617 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8618  */
8619 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8620         __isl_take isl_map *map2)
8621 {
8622         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8623                                 &isl_basic_map_range_product);
8624 }
8625
8626 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8627         __isl_take isl_map *map2)
8628 {
8629         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8630                                                 &map_domain_product_aligned);
8631 }
8632
8633 __isl_give isl_map *isl_map_range_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_range_product_aligned);
8638 }
8639
8640 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8641  */
8642 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8643         __isl_take isl_map *map2)
8644 {
8645         isl_map *prod;
8646
8647         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8648         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8649         return prod;
8650 }
8651
8652 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8653  */
8654 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8655         __isl_take isl_map *map2)
8656 {
8657         isl_map *prod;
8658
8659         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8660         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8661         return prod;
8662 }
8663
8664 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8665 {
8666         int i;
8667         uint32_t hash = isl_hash_init();
8668         unsigned total;
8669
8670         if (!bmap)
8671                 return 0;
8672         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8673         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8674         if (!bmap)
8675                 return 0;
8676         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8677         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8678         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8679                 uint32_t c_hash;
8680                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8681                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8682         }
8683         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8684         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8685                 uint32_t c_hash;
8686                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8687                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8688         }
8689         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8690         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8691                 uint32_t c_hash;
8692                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8693                         continue;
8694                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8695                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8696                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8697         }
8698         isl_basic_map_free(bmap);
8699         return hash;
8700 }
8701
8702 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8703 {
8704         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8705 }
8706
8707 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8708 {
8709         int i;
8710         uint32_t hash;
8711
8712         if (!map)
8713                 return 0;
8714         map = isl_map_copy(map);
8715         map = isl_map_normalize(map);
8716         if (!map)
8717                 return 0;
8718
8719         hash = isl_hash_init();
8720         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8721                 uint32_t bmap_hash;
8722                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8723                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8724         }
8725                 
8726         isl_map_free(map);
8727
8728         return hash;
8729 }
8730
8731 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8732 {
8733         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8734 }
8735
8736 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8737  * by the values of the other parameters and variables.
8738  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8739  */
8740 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8741 {
8742         int i;
8743         unsigned nparam;
8744
8745         if (!bset)
8746                 return -1;
8747         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8748         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8749                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8750                         return 1;
8751         return 0;
8752 }
8753
8754 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8755  * by the values of the other parameters and variables.
8756  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8757  * for each of the subsets.
8758  */
8759 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8760 {
8761         int i;
8762
8763         if (!set)
8764                 return -1;
8765         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8766                 int unique;
8767                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8768                 if (unique != 1)
8769                         return unique;
8770         }
8771         return 1;
8772 }
8773
8774 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8775 {
8776         return set ? set->n : 0;
8777 }
8778
8779 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8780         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8781 {
8782         int i;
8783
8784         if (!map)
8785                 return -1;
8786
8787         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8788                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8789                         return -1;
8790
8791         return 0;
8792 }
8793
8794 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8795         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8796 {
8797         int i;
8798
8799         if (!set)
8800                 return -1;
8801
8802         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8803                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8804                         return -1;
8805
8806         return 0;
8807 }
8808
8809 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8810 {
8811         isl_space *dim;
8812
8813         if (!bset)
8814                 return NULL;
8815
8816         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8817         if (!bset)
8818                 return NULL;
8819
8820         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8821         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8822         if (!dim)
8823                 goto error;
8824         isl_space_free(bset->dim);
8825         bset->dim = dim;
8826         bset->extra -= bset->n_div;
8827         bset->n_div = 0;
8828
8829         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8830
8831         return bset;
8832 error:
8833         isl_basic_set_free(bset);
8834         return NULL;
8835 }
8836
8837 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8838 {
8839         int i;
8840         isl_space *dim;
8841         unsigned n_div;
8842
8843         set = isl_set_align_divs(set);
8844
8845         if (!set)
8846                 return NULL;
8847
8848         set = isl_set_cow(set);
8849         if (!set)
8850                 return NULL;
8851
8852         n_div = set->p[0]->n_div;
8853         dim = isl_set_get_space(set);
8854         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8855         if (!dim)
8856                 goto error;
8857         isl_space_free(set->dim);
8858         set->dim = dim;
8859
8860         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8861                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8862                 if (!set->p[i])
8863                         goto error;
8864         }
8865
8866         return set;
8867 error:
8868         isl_set_free(set);
8869         return NULL;
8870 }
8871
8872 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8873 {
8874         isl_space *dim;
8875         struct isl_basic_map *bmap;
8876         unsigned n_set;
8877         unsigned n_div;
8878         unsigned n_param;
8879         unsigned total;
8880         int i, k, l;
8881
8882         set = isl_set_align_divs(set);
8883
8884         if (!set)
8885                 return NULL;
8886
8887         dim = isl_set_get_space(set);
8888         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8889                 isl_set_free(set);
8890                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8891         }
8892
8893         n_div = set->p[0]->n_div;
8894         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8895         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8896         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8897         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8898         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8899         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8900                 bmap = var_equal(bmap, i);
8901
8902         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8903         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8904                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8905                 if (k < 0)
8906                         goto error;
8907                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8908                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8909                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8910                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8911                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8912                             set->p[0]->div[i][0]);
8913
8914                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8915                 if (l < 0)
8916                         goto error;
8917                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8918                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8919                             set->p[0]->div[i][0]);
8920                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8921         }
8922
8923         isl_set_free(set);
8924         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8925         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8926         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8927 error:
8928         isl_set_free(set);
8929         isl_basic_map_free(bmap);
8930         return NULL;
8931 }
8932
8933 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8934 {
8935         unsigned dim;
8936         int size = 0;
8937
8938         if (!bset)
8939                 return -1;
8940
8941         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8942         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8943         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8944         size += bset->n_div * (2 + dim);
8945
8946         return size;
8947 }
8948
8949 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8950 {
8951         int i;
8952         int size = 0;
8953
8954         if (!set)
8955                 return -1;
8956
8957         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8958                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8959
8960         return size;
8961 }
8962
8963 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8964  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8965  */
8966 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8967         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8968 {
8969         int i;
8970
8971         if (!bmap)
8972                 return -1;
8973
8974         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8975
8976         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8977
8978         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8979                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8980                         continue;
8981                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8982                         return 1;
8983         }
8984
8985         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8986                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8987                         return 1;
8988
8989         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8990                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8991                 if (sgn > 0)
8992                         lower = 1;
8993                 if (sgn < 0)
8994                         upper = 1;
8995         }
8996
8997         return lower && upper;
8998 }
8999
9000 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9001         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9002 {
9003         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9004 }
9005
9006 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9007         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9008 {
9009         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9010 }
9011
9012 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9013         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9014 {
9015         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9016 }
9017
9018 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9019         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9020 {
9021         int i;
9022
9023         if (!map)
9024                 return -1;
9025
9026         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9027                 int bounded;
9028                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9029                 if (bounded < 0 || !bounded)
9030                         return bounded;
9031         }
9032
9033         return 1;
9034 }
9035
9036 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9037  * and a lower bound.
9038  */
9039 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9040         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9041 {
9042         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9043 }
9044
9045 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9046         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9047         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9048                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9049 {
9050         int i;
9051
9052         if (!map)
9053                 return -1;
9054
9055         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9056                 int bounded;
9057                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9058                 if (bounded < 0 || bounded)
9059                         return bounded;
9060         }
9061
9062         return 0;
9063 }
9064
9065 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9066  */
9067 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9068         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9069 {
9070         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9071 }
9072
9073 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9074  */
9075 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9076         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9077 {
9078         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9079 }
9080
9081 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9082  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9083  * elements of the array "signs".
9084  * Sign
9085  *      1 means that the variable is non-negative
9086  *      -1 means that the variable is non-positive
9087  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9088  */
9089 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9090         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9091 {
9092         isl_vec *bound = NULL;
9093         struct isl_tab *tab = NULL;
9094         struct isl_tab_undo *snap;
9095         int i;
9096
9097         if (!bset || !signs)
9098                 return -1;
9099
9100         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9101         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9102         if (!bound || !tab)
9103                 goto error;
9104
9105         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9106         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9107
9108         snap = isl_tab_snap(tab);
9109         for (i = 0; i < n; ++i) {
9110                 int empty;
9111
9112                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9113                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9114                         goto error;
9115                 empty = tab->empty;
9116                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9117                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9118                         goto error;
9119
9120                 if (empty) {
9121                         signs[i] = 1;
9122                         continue;
9123                 }
9124
9125                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9126                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9127                         goto error;
9128                 empty = tab->empty;
9129                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9130                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9131                         goto error;
9132
9133                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9134         }
9135
9136         isl_tab_free(tab);
9137         isl_vec_free(bound);
9138         return 0;
9139 error:
9140         isl_tab_free(tab);
9141         isl_vec_free(bound);
9142         return -1;
9143 }
9144
9145 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9146         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9147 {
9148         if (!bset || !signs)
9149                 return -1;
9150         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9151                 return -1);
9152
9153         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9154         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9155 }
9156
9157 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9158  * In particular, for each output dimension, check that there is
9159  * an equality that defines the output dimension in terms of
9160  * earlier dimensions.
9161  */
9162 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9163 {
9164         int i, j;
9165         unsigned total;
9166         unsigned n_out;
9167         unsigned o_out;
9168
9169         if (!bmap)
9170                 return -1;
9171
9172         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9173         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9174         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9175
9176         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9177                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9178                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9179                                 continue;
9180                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9181                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9182                                 break;
9183                 }
9184                 if (j >= bmap->n_eq)
9185                         return 0;
9186         }
9187
9188         return 1;
9189 }
9190
9191 /* Check if the given basic map is single-valued.
9192  * We simply compute
9193  *
9194  *      M \circ M^-1
9195  *
9196  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9197  */
9198 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9199 {
9200         isl_space *space;
9201         isl_basic_map *test;
9202         isl_basic_map *id;
9203         int sv;
9204
9205         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9206         if (sv < 0 || sv)
9207                 return sv;
9208
9209         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9210         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9211
9212         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9213         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9214         id = isl_basic_map_identity(space);
9215
9216         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9217
9218         isl_basic_map_free(test);
9219         isl_basic_map_free(id);
9220
9221         return sv;
9222 }
9223
9224 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9225  */
9226 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9227 {
9228         if (!map)
9229                 return -1;
9230         if (map->n == 0)
9231                 return 1;
9232         if (map->n >= 2)
9233                 return 0;
9234
9235         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9236 }
9237
9238 /* Check if the given map is single-valued.
9239  * We simply compute
9240  *
9241  *      M \circ M^-1
9242  *
9243  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9244  */
9245 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9246 {
9247         isl_space *dim;
9248         isl_map *test;
9249         isl_map *id;
9250         int sv;
9251
9252         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9253         if (sv < 0 || sv)
9254                 return sv;
9255
9256         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9257         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9258
9259         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9260         id = isl_map_identity(dim);
9261
9262         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9263
9264         isl_map_free(test);
9265         isl_map_free(id);
9266
9267         return sv;
9268 }
9269
9270 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9271 {
9272         int in;
9273
9274         map = isl_map_copy(map);
9275         map = isl_map_reverse(map);
9276         in = isl_map_is_single_valued(map);
9277         isl_map_free(map);
9278
9279         return in;
9280 }
9281
9282 /* Check if the given map is obviously injective.
9283  */
9284 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9285 {
9286         int in;
9287
9288         map = isl_map_copy(map);
9289         map = isl_map_reverse(map);
9290         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9291         isl_map_free(map);
9292
9293         return in;
9294 }
9295
9296 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9297 {
9298         int sv;
9299
9300         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9301         if (sv < 0 || !sv)
9302                 return sv;
9303
9304         return isl_map_is_injective(map);
9305 }
9306
9307 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9308 {
9309         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9310 }
9311
9312 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9313 {
9314         int ok;
9315         isl_set *delta;
9316
9317         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9318         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9319         isl_set_free(delta);
9320
9321         return ok;
9322 }
9323
9324 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9325 {
9326         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9327                 return 0;
9328         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9329                 return 0;
9330         return 1;
9331 }
9332
9333 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9334 {
9335         int i, j;
9336         unsigned nvar;
9337         unsigned ovar;
9338
9339         if (!bset)
9340                 return -1;
9341
9342         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9343                 return 0;
9344
9345         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9346         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9347         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9348                 int lower = 0, upper = 0;
9349                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9350                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9351                                 continue;
9352                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9353                                 return 0;
9354                         break;
9355                 }
9356                 if (i < bset->n_eq)
9357                         continue;
9358                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9359                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9360                                 continue;
9361                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9362                                 return 0;
9363                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9364                                 lower = 1;
9365                         else
9366                                 upper = 1;
9367                 }
9368                 if (!lower || !upper)
9369                         return 0;
9370         }
9371
9372         return 1;
9373 }
9374
9375 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9376 {
9377         if (!set)
9378                 return -1;
9379         if (set->n != 1)
9380                 return 0;
9381
9382         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9383 }
9384
9385 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9386 {
9387         if (!bset)
9388                 return -1;
9389         
9390         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9391 }
9392
9393 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9394 {
9395         if (!set)
9396                 return -1;
9397         
9398         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9399 }
9400
9401 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9402 {
9403         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9404         if (!bmap)
9405                 return NULL;
9406
9407         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9408         if (!bmap->dim)
9409                 goto error;
9410
9411         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9412
9413         return (isl_basic_set *)bmap;
9414 error:
9415         isl_basic_map_free(bmap);
9416         return NULL;
9417 }
9418
9419 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9420 {
9421         int i;
9422
9423         map = isl_map_cow(map);
9424         if (!map)
9425                 return NULL;
9426
9427         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9428                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9429                 if (!map->p[i])
9430                         goto error;
9431         }
9432         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9433         if (!map->dim)
9434                 goto error;
9435
9436         return (isl_set *)map;
9437 error:
9438         isl_map_free(map);
9439         return NULL;
9440 }
9441
9442 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9443 {
9444         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9445         if (!bset)
9446                 return NULL;
9447
9448         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9449         if (!bset->dim)
9450                 goto error;
9451
9452         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9453
9454         return (isl_basic_map *)bset;
9455 error:
9456         isl_basic_set_free(bset);
9457         return NULL;
9458 }
9459
9460 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9461 {
9462         int i;
9463
9464         if (!set)
9465                 return NULL;
9466
9467         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9468                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9469                         goto error);
9470
9471         set = isl_set_cow(set);
9472         if (!set)
9473                 return NULL;
9474
9475         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9476                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9477                 if (!set->p[i])
9478                         goto error;
9479         }
9480
9481         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9482         if (!set->dim)
9483                 goto error;
9484
9485         return (isl_map *)set;
9486 error:
9487         isl_set_free(set);
9488         return NULL;
9489 }
9490
9491 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9492         enum isl_dim_type type)
9493 {
9494         if (!bmap)
9495                 return NULL;
9496
9497         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9498                 return bmap;
9499
9500         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9501         if (!bmap)
9502                 return NULL;
9503
9504         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9505         if (!bmap->dim)
9506                 goto error;
9507
9508         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9509
9510         return bmap;
9511 error:
9512         isl_basic_map_free(bmap);
9513         return NULL;
9514 }
9515
9516 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9517         enum isl_dim_type type)
9518 {
9519         int i;
9520
9521         if (!map)
9522                 return NULL;
9523
9524         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9525                 return map;
9526
9527         map = isl_map_cow(map);
9528         if (!map)
9529                 return NULL;
9530
9531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9532                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9533                 if (!map->p[i])
9534                         goto error;
9535         }
9536         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9537         if (!map->dim)
9538                 goto error;
9539
9540         return map;
9541 error:
9542         isl_map_free(map);
9543         return NULL;
9544 }
9545
9546 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9547 {
9548         if (!bmap)
9549                 return NULL;
9550
9551         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9552                 return bmap;
9553
9554         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9555         if (!bmap)
9556                 return NULL;
9557
9558         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9559         if (!bmap->dim)
9560                 goto error;
9561
9562         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9563
9564         return bmap;
9565 error:
9566         isl_basic_map_free(bmap);
9567         return NULL;
9568 }
9569
9570 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9571 {
9572         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9573 }
9574
9575 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9576         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9577 {
9578         if (!bmap)
9579                 return NULL;
9580
9581         if (!bmap->dim->nested[0])
9582                 return bmap;
9583
9584         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9585         if (!bmap)
9586                 return NULL;
9587
9588         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9589         if (!bmap->dim)
9590                 goto error;
9591
9592         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9593
9594         return bmap;
9595 error:
9596         isl_basic_map_free(bmap);
9597         return NULL;
9598 }
9599
9600 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9601         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9602 {
9603         if (!bmap)
9604                 return NULL;
9605
9606         if (!bmap->dim->nested[1])
9607                 return bmap;
9608
9609         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9610         if (!bmap)
9611                 return NULL;
9612
9613         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9614         if (!bmap->dim)
9615                 goto error;
9616
9617         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9618
9619         return bmap;
9620 error:
9621         isl_basic_map_free(bmap);
9622         return NULL;
9623 }
9624
9625 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9626 {
9627         int i;
9628
9629         if (!map)
9630                 return NULL;
9631
9632         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9633                 return map;
9634
9635         map = isl_map_cow(map);
9636         if (!map)
9637                 return NULL;
9638
9639         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9640                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9641                 if (!map->p[i])
9642                         goto error;
9643         }
9644         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9645         if (!map->dim)
9646                 goto error;
9647
9648         return map;
9649 error:
9650         isl_map_free(map);
9651         return NULL;
9652 }
9653
9654 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9655 {
9656         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9657 }
9658
9659 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9660 {
9661         isl_space *dim, *flat_dim;
9662         isl_map *map;
9663
9664         dim = isl_set_get_space(set);
9665         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9666         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9667         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9668
9669         return map;
9670 }
9671
9672 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9673 {
9674         int i;
9675
9676         if (!map)
9677                 return NULL;
9678
9679         if (!map->dim->nested[0])
9680                 return map;
9681
9682         map = isl_map_cow(map);
9683         if (!map)
9684                 return NULL;
9685
9686         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9687                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9688                 if (!map->p[i])
9689                         goto error;
9690         }
9691         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9692         if (!map->dim)
9693                 goto error;
9694
9695         return map;
9696 error:
9697         isl_map_free(map);
9698         return NULL;
9699 }
9700
9701 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9702 {
9703         int i;
9704
9705         if (!map)
9706                 return NULL;
9707
9708         if (!map->dim->nested[1])
9709                 return map;
9710
9711         map = isl_map_cow(map);
9712         if (!map)
9713                 return NULL;
9714
9715         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9716                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9717                 if (!map->p[i])
9718                         goto error;
9719         }
9720         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9721         if (!map->dim)
9722                 goto error;
9723
9724         return map;
9725 error:
9726         isl_map_free(map);
9727         return NULL;
9728 }
9729
9730 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9731  * and set the dimension specification to "dim".
9732  */
9733 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9734         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9735 {
9736         isl_basic_map *res;
9737         unsigned flags;
9738
9739         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9740         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9741                 goto error;
9742
9743         flags = bmap->flags;
9744         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9745         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9746         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9747         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9748                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9749         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9750         if (res)
9751                 res->flags = flags;
9752         res = isl_basic_map_finalize(res);
9753         return res;
9754 error:
9755         free(dim_map);
9756         isl_basic_map_free(bmap);
9757         isl_space_free(dim);
9758         return NULL;
9759 }
9760
9761 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9762  */
9763 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9764         __isl_take isl_reordering *r)
9765 {
9766         int i;
9767         struct isl_dim_map *dim_map;
9768
9769         map = isl_map_cow(map);
9770         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9771         if (!map || !r || !dim_map)
9772                 goto error;
9773
9774         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9775                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9776
9777                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9778
9779                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9780                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9781
9782                 if (!map->p[i])
9783                         goto error;
9784         }
9785
9786         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9787
9788         isl_reordering_free(r);
9789         free(dim_map);
9790         return map;
9791 error:
9792         free(dim_map);
9793         isl_map_free(map);
9794         isl_reordering_free(r);
9795         return NULL;
9796 }
9797
9798 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9799         __isl_take isl_reordering *r)
9800 {
9801         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9802 }
9803
9804 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9805         __isl_take isl_space *model)
9806 {
9807         isl_ctx *ctx;
9808
9809         if (!map || !model)
9810                 goto error;
9811
9812         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9813         if (!isl_space_has_named_params(model))
9814                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9815                         "model has unnamed parameters", goto error);
9816         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9817                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9818                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9819         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9820                 isl_reordering *exp;
9821
9822                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9823                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9824                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9825                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9826                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9827                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9828                 map = isl_map_realign(map, exp);
9829         }
9830
9831         isl_space_free(model);
9832         return map;
9833 error:
9834         isl_space_free(model);
9835         isl_map_free(map);
9836         return NULL;
9837 }
9838
9839 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9840         __isl_take isl_space *model)
9841 {
9842         return isl_map_align_params(set, model);
9843 }
9844
9845 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
9846  * additional parameters if needed.
9847  */
9848 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
9849         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
9850 {
9851         isl_ctx *ctx;
9852
9853         if (!bmap || !model)
9854                 goto error;
9855
9856         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9857         if (!isl_space_has_named_params(model))
9858                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9859                         "model has unnamed parameters", goto error);
9860         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
9861                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9862                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9863         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9864                 isl_reordering *exp;
9865                 struct isl_dim_map *dim_map;
9866
9867                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9868                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9869                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9870                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9871                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
9872                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
9873                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
9874                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
9875                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
9876                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
9877                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
9878                 isl_reordering_free(exp);
9879                 free(dim_map);
9880         }
9881
9882         isl_space_free(model);
9883         return bmap;
9884 error:
9885         isl_space_free(model);
9886         isl_basic_map_free(bmap);
9887         return NULL;
9888 }
9889
9890 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
9891  * additional parameters if needed.
9892  */
9893 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
9894         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
9895 {
9896         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
9897 }
9898
9899 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9900                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9901                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9902                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9903 {
9904         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9905         struct isl_mat *mat;
9906         int i, j, k;
9907         int pos;
9908
9909         if (!bmap)
9910                 return NULL;
9911         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9912                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9913         if (!mat)
9914                 return NULL;
9915         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9916                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9917                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9918                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9919                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9920                                             bmap->eq[i][off + k]);
9921                                 ++pos;
9922                         }
9923                 }
9924
9925         return mat;
9926 }
9927
9928 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9929                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9930                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9931                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9932 {
9933         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9934         struct isl_mat *mat;
9935         int i, j, k;
9936         int pos;
9937
9938         if (!bmap)
9939                 return NULL;
9940         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9941                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9942         if (!mat)
9943                 return NULL;
9944         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9945                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9946                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9947                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9948                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9949                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9950                                 ++pos;
9951                         }
9952                 }
9953
9954         return mat;
9955 }
9956
9957 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9958         __isl_take isl_space *dim,
9959         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9960         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9961         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9962 {
9963         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9964         isl_basic_map *bmap;
9965         unsigned total;
9966         unsigned extra;
9967         int i, j, k, l;
9968         int pos;
9969
9970         if (!dim || !eq || !ineq)
9971                 goto error;
9972
9973         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9974                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9975                         "equalities and inequalities matrices should have "
9976                         "same number of columns", goto error);
9977
9978         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9979
9980         if (eq->n_col < total)
9981                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9982                         "number of columns too small", goto error);
9983
9984         extra = eq->n_col - total;
9985
9986         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9987                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9988         if (!bmap)
9989                 goto error;
9990         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9991                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9992                 if (k < 0)
9993                         goto error;
9994                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9995         }
9996         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9997                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9998                 if (l < 0)
9999                         goto error;
10000                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10001                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10002                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10003                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10004                                             eq->row[i][pos]);
10005                                 ++pos;
10006                         }
10007                 }
10008         }
10009         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10010                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10011                 if (l < 0)
10012                         goto error;
10013                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10014                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10015                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10016                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10017                                             ineq->row[i][pos]);
10018                                 ++pos;
10019                         }
10020                 }
10021         }
10022
10023         isl_space_free(dim);
10024         isl_mat_free(eq);
10025         isl_mat_free(ineq);
10026
10027         return bmap;
10028 error:
10029         isl_space_free(dim);
10030         isl_mat_free(eq);
10031         isl_mat_free(ineq);
10032         return NULL;
10033 }
10034
10035 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10036         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10037         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10038 {
10039         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10040                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10041 }
10042
10043 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10044         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10045         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10046 {
10047         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10048                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10049 }
10050
10051 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10052         __isl_take isl_space *dim,
10053         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, 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_set*)
10057             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10058                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10059 }
10060
10061 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10062 {
10063         if (!bmap)
10064                 return -1;
10065         
10066         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10067 }
10068
10069 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10070 {
10071         if (!map)
10072                 return -1;
10073         
10074         return isl_space_can_zip(map->dim);
10075 }
10076
10077 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10078  * (A -> C) -> (B -> D).
10079  */
10080 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10081 {
10082         unsigned pos;
10083         unsigned n1;
10084         unsigned n2;
10085
10086         if (!bmap)
10087                 return NULL;
10088
10089         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10090                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10091                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10092         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10093                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10094         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10095         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10096         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10097         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10098         if (!bmap)
10099                 return NULL;
10100         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10101         if (!bmap->dim)
10102                 goto error;
10103         return bmap;
10104 error:
10105         isl_basic_map_free(bmap);
10106         return NULL;
10107 }
10108
10109 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10110  * (A -> C) -> (B -> D).
10111  */
10112 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10113 {
10114         int i;
10115
10116         if (!map)
10117                 return NULL;
10118
10119         if (!isl_map_can_zip(map))
10120                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10121                         goto error);
10122
10123         map = isl_map_cow(map);
10124         if (!map)
10125                 return NULL;
10126
10127         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10128                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10129                 if (!map->p[i])
10130                         goto error;
10131         }
10132
10133         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10134         if (!map->dim)
10135                 goto error;
10136
10137         return map;
10138 error:
10139         isl_map_free(map);
10140         return NULL;
10141 }
10142
10143 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10144  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10145  */
10146 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10147 {
10148         if (!bmap)
10149                 return -1;
10150
10151         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10152 }
10153
10154 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10155  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10156  */
10157 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10158 {
10159         if (!map)
10160                 return -1;
10161
10162         return isl_space_can_curry(map->dim);
10163 }
10164
10165 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10166  * A -> (B -> C).
10167  */
10168 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10169 {
10170
10171         if (!bmap)
10172                 return NULL;
10173
10174         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10175                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10176                         "basic map cannot be curried", goto error);
10177         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10178         if (!bmap->dim)
10179                 goto error;
10180         return bmap;
10181 error:
10182         isl_basic_map_free(bmap);
10183         return NULL;
10184 }
10185
10186 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10187  * A -> (B -> C).
10188  */
10189 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10190 {
10191         int i;
10192
10193         if (!map)
10194                 return NULL;
10195
10196         if (!isl_map_can_curry(map))
10197                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10198                         goto error);
10199
10200         map = isl_map_cow(map);
10201         if (!map)
10202                 return NULL;
10203
10204         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10205                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10206                 if (!map->p[i])
10207                         goto error;
10208         }
10209
10210         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10211         if (!map->dim)
10212                 goto error;
10213
10214         return map;
10215 error:
10216         isl_map_free(map);
10217         return NULL;
10218 }
10219
10220 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10221  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10222  */
10223 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10224 {
10225         int k;
10226         int pos;
10227         isl_local_space *ls;
10228         isl_basic_map *bmap;
10229
10230         if (!aff)
10231                 return NULL;
10232
10233         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10234         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10235         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10236         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10237         if (k < 0)
10238                 goto error;
10239
10240         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10241         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10242         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10243         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10244                     aff->v->size - (pos + 1));
10245
10246         isl_aff_free(aff);
10247         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10248         return bmap;
10249 error:
10250         isl_aff_free(aff);
10251         isl_basic_map_free(bmap);
10252         return NULL;
10253 }
10254
10255 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10256  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10257  */
10258 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10259 {
10260         isl_basic_map *bmap;
10261
10262         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10263         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10264 }
10265
10266 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10267  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10268  * corresponding affine expression.
10269  */
10270 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10271         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10272 {
10273         int i;
10274         isl_space *space;
10275         isl_basic_map *bmap;
10276
10277         if (!maff)
10278                 return NULL;
10279
10280         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10281                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10282                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10283
10284         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10285         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10286
10287         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10288                 isl_aff *aff;
10289                 isl_basic_map *bmap_i;
10290
10291                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10292                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10293
10294                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10295         }
10296
10297         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10298
10299         isl_multi_aff_free(maff);
10300         return bmap;
10301 }
10302
10303 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10304  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10305  * corresponding affine expression.
10306  */
10307 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10308 {
10309         isl_basic_map *bmap;
10310
10311         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10312         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10313 }
10314
10315 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10316  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10317  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10318  * corresponding affine expression.
10319  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10320  * domain_dim.
10321  */
10322 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10323         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10324 {
10325         int i;
10326         isl_space *dim;
10327         isl_basic_map *bmap;
10328
10329         if (!list)
10330                 return NULL;
10331
10332         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10333         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10334
10335         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10336                 isl_aff *aff;
10337                 isl_basic_map *bmap_i;
10338
10339                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10340                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10341
10342                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10343         }
10344
10345         isl_aff_list_free(list);
10346         return bmap;
10347 }
10348
10349 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10350         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10351 {
10352         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10353 }
10354
10355 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10356  */
10357 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10358         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10359 {
10360         isl_basic_map *bmap = NULL;
10361         int i;
10362
10363         if (!space)
10364                 return NULL;
10365
10366         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10367                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10368                         "index out of bounds", goto error);
10369         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10370                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10371                         "index out of bounds", goto error);
10372
10373         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10374                 return isl_basic_map_universe(space);
10375
10376         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10377         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10378         if (i < 0)
10379                 goto error;
10380         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10381         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10382         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10383         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10384         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10385         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10386         isl_space_free(space);
10387         return bmap;
10388 error:
10389         isl_space_free(space);
10390         isl_basic_map_free(bmap);
10391         return NULL;
10392 }
10393
10394 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10395  */
10396 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10397         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10398 {
10399         isl_basic_map *eq;
10400
10401         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10402
10403         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10404
10405         return bmap;
10406 }
10407
10408 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10409  */
10410 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10411         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10412 {
10413         isl_basic_map *bmap;
10414
10415         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10416
10417         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10418
10419         return map;
10420 }
10421
10422 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10423  */
10424 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10425         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10426 {
10427         isl_basic_map *bmap = NULL;
10428         int i;
10429
10430         if (!map)
10431                 return NULL;
10432
10433         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10434                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10435                         "index out of bounds", goto error);
10436         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10437                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10438                         "index out of bounds", goto error);
10439
10440         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10441         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10442         if (i < 0)
10443                 goto error;
10444         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10445         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10446         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10447         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10448         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10449         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10450
10451         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10452
10453         return map;
10454 error:
10455         isl_basic_map_free(bmap);
10456         isl_map_free(map);
10457         return NULL;
10458 }
10459
10460 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10461  * greater than that of the second.
10462  */
10463 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10464         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10465 {
10466         isl_basic_map *bmap = NULL;
10467         int i;
10468
10469         if (!map)
10470                 return NULL;
10471
10472         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10473                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10474                         "index out of bounds", goto error);
10475         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10476                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10477                         "index out of bounds", goto error);
10478
10479         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10480                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10481                 isl_map_free(map);
10482                 return isl_map_empty(space);
10483         }
10484
10485         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10486         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10487         if (i < 0)
10488                 goto error;
10489         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10490         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10491         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10492         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10493         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10494         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10495         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10496
10497         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10498
10499         return map;
10500 error:
10501         isl_basic_map_free(bmap);
10502         isl_map_free(map);
10503         return NULL;
10504 }
10505
10506 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10507  * smaller than that of the second.
10508  */
10509 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10510         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10511 {
10512         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10513 }
10514
10515 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10516         int pos)
10517 {
10518         isl_aff *div;
10519         isl_local_space *ls;
10520
10521         if (!bmap)
10522                 return NULL;
10523
10524         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10525                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10526                         "some divs are unknown", return NULL);
10527
10528         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10529         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10530         isl_local_space_free(ls);
10531
10532         return div;
10533 }
10534
10535 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10536         int pos)
10537 {
10538         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10539 }
10540
10541 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10542  *
10543  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10544  *
10545  *      f/d
10546  *
10547  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10548  *
10549  *      floor((a i + g)/m)
10550  *
10551  * is replaced by
10552  *
10553  *      floor((a f + d g)/(m d))
10554  *
10555  * Constraints of the form
10556  *
10557  *      a i + g
10558  *
10559  * are replaced by
10560  *
10561  *      a f + d g
10562  */
10563 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10564         __isl_take isl_basic_set *bset,
10565         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10566 {
10567         int i;
10568         isl_int v;
10569         isl_ctx *ctx;
10570
10571         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10572                 return bset;
10573
10574         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10575         if (!bset || !subs)
10576                 goto error;
10577
10578         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10579         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10580                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10581                         "spaces don't match", goto error);
10582         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10583                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10584                         "cannot handle divs yet", goto error);
10585
10586         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10587
10588         isl_int_init(v);
10589
10590         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10591                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10592                         continue;
10593                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10594                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10595                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10596                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10597         }
10598
10599         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10600                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10601                         continue;
10602                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10603                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10604                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10605                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10606         }
10607
10608         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10609                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10610                         continue;
10611                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10612                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10613                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10614                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10615                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10616                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10617         }
10618
10619         isl_int_clear(v);
10620
10621         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10622         return isl_basic_set_finalize(bset);
10623 error:
10624         isl_basic_set_free(bset);
10625         return NULL;
10626 }
10627
10628 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10629  */
10630 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10631         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10632 {
10633         int i;
10634
10635         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10636                 return set;
10637
10638         set = isl_set_cow(set);
10639         if (!set || !subs)
10640                 goto error;
10641
10642         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10643                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10644                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10645                         goto error;
10646         }
10647
10648         return set;
10649 error:
10650         isl_set_free(set);
10651         return NULL;
10652 }