isl_basic_set_swap_vars: handle NULL input
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1149                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1150 {
1151         isl_int *t;
1152
1153         t = bmap->ineq[pos];
1154         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1155         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1156         bmap->eq[-1] = t;
1157         bmap->n_eq++;
1158         bmap->n_ineq--;
1159         bmap->eq--;
1160         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1161         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1162         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1163         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1164 }
1165
1166 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1167 {
1168         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1169 }
1170
1171 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1172 {
1173         struct isl_ctx *ctx;
1174         if (!bmap)
1175                 return -1;
1176         ctx = bmap->ctx;
1177         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1179         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1180         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1181         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1182         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1183                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1184                       bmap->extra - bmap->n_div);
1185         return bmap->n_ineq++;
1186 }
1187
1188 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1189 {
1190         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1191 }
1192
1193 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1194 {
1195         if (!bmap)
1196                 return -1;
1197         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1198         bmap->n_ineq -= n;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1203 {
1204         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1208 {
1209         isl_int *t;
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1213
1214         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1215                 t = bmap->ineq[pos];
1216                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1217                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1218                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1219         }
1220         bmap->n_ineq--;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1225 {
1226         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1227 }
1228
1229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1230         isl_int *eq)
1231 {
1232         int k;
1233
1234         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1235         if (!bmap)
1236                 return NULL;
1237         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1238         if (k < 0)
1239                 goto error;
1240         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1241         return bmap;
1242 error:
1243         isl_basic_map_free(bmap);
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1248         isl_int *eq)
1249 {
1250         return (isl_basic_set *)
1251                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1255         isl_int *ineq)
1256 {
1257         int k;
1258
1259         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1260         if (!bmap)
1261                 return NULL;
1262         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1263         if (k < 0)
1264                 goto error;
1265         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1266         return bmap;
1267 error:
1268         isl_basic_map_free(bmap);
1269         return NULL;
1270 }
1271
1272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1273         isl_int *ineq)
1274 {
1275         return (isl_basic_set *)
1276                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1277 }
1278
1279 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1280 {
1281         if (!bmap)
1282                 return -1;
1283         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1284         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1285                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1286                       bmap->extra - bmap->n_div);
1287         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1288         return bmap->n_div++;
1289 }
1290
1291 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1292 {
1293         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1294 }
1295
1296 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1297 {
1298         if (!bmap)
1299                 return -1;
1300         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1301         bmap->n_div -= n;
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1306 {
1307         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1308 }
1309
1310 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1311  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1312  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1313  * variables.
1314  */
1315 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1316                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1317                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1318 {
1319         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1320         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1321         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1322         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1323         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1324         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1325         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1326         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1327         if (dst_nparam > src_nparam)
1328                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1329                                 dst_nparam - src_nparam);
1330         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1331         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1332                     src+1+src_nparam,
1333                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1334         if (dst_in-in_off > src_in)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1336                                 dst_in - in_off - src_in);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1339                     src+1+src_nparam+src_in,
1340                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1341         if (dst_out-out_off > src_out)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1343                                 dst_out - out_off - src_out);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1347                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1348         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1350                                 div_off+src_map->n_div,
1351                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1352 }
1353
1354 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1355                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1356                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1357 {
1358         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1359         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1360 }
1361
1362 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1363                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1364 {
1365         int i;
1366         unsigned div_off;
1367
1368         if (!bmap1 || !bmap2)
1369                 goto error;
1370
1371         div_off = bmap1->n_div;
1372
1373         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1374                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1375                 if (i1 < 0)
1376                         goto error;
1377                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1378                                 i_pos, o_pos, div_off);
1379         }
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1394                          i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         isl_basic_map_free(bmap2);
1398
1399         return bmap1;
1400
1401 error:
1402         isl_basic_map_free(bmap1);
1403         isl_basic_map_free(bmap2);
1404         return NULL;
1405 }
1406
1407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1408                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1409 {
1410         return (struct isl_basic_set *)
1411                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1412                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1416                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *ext;
1420         unsigned flags;
1421         int dims_ok;
1422
1423         if (!dim)
1424                 goto error;
1425
1426         if (!base)
1427                 goto error;
1428
1429         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1430                   base->extra >= base->n_div + extra;
1431
1432         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1433                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1434                 isl_space_free(dim);
1435                 return base;
1436         }
1437
1438         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1439         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1440         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1441         extra += base->extra;
1442         n_eq += base->n_eq;
1443         n_ineq += base->n_ineq;
1444
1445         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1446         dim = NULL;
1447         if (!ext)
1448                 goto error;
1449
1450         if (dims_ok)
1451                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1452         flags = base->flags;
1453         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1454         if (ext) {
1455                 ext->flags = flags;
1456                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1457         }
1458
1459         return ext;
1460
1461 error:
1462         isl_space_free(dim);
1463         isl_basic_map_free(base);
1464         return NULL;
1465 }
1466
1467 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1468                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1469                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1470 {
1471         return (struct isl_basic_set *)
1472                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1473                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1474 }
1475
1476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1477                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         if (!base)
1480                 return NULL;
1481         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1482                                         0, n_eq, n_ineq);
1483 }
1484
1485 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1486                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1487                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1488 {
1489         struct isl_basic_map *bmap;
1490         isl_space *dim;
1491
1492         if (!base)
1493                 return NULL;
1494         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1495         if (!dim)
1496                 goto error;
1497
1498         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1499         return bmap;
1500 error:
1501         isl_basic_map_free(base);
1502         return NULL;
1503 }
1504
1505 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1506                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1507                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1508 {
1509         return (struct isl_basic_set *)
1510                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1511                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1512 }
1513
1514 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1515                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1519                                                     n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1526 }
1527
1528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1529 {
1530         if (!bmap)
1531                 return NULL;
1532
1533         if (bmap->ref > 1) {
1534                 bmap->ref--;
1535                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1536         }
1537         if (bmap)
1538                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1539         return bmap;
1540 }
1541
1542 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1543 {
1544         if (!set)
1545                 return NULL;
1546
1547         if (set->ref == 1)
1548                 return set;
1549         set->ref--;
1550         return isl_set_dup(set);
1551 }
1552
1553 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1554 {
1555         if (!map)
1556                 return NULL;
1557
1558         if (map->ref == 1)
1559                 return map;
1560         map->ref--;
1561         return isl_map_dup(map);
1562 }
1563
1564 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1565                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1566 {
1567         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1568         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1569         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1570 }
1571
1572 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1573         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1574 {
1575         int i;
1576         struct isl_blk blk;
1577
1578         if (!bmap)
1579                 goto error;
1580
1581         isl_assert(bmap->ctx,
1582                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1583
1584         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1585                 return bmap;
1586
1587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1588         if (!bmap)
1589                 return NULL;
1590
1591         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1592         if (isl_blk_is_error(blk))
1593                 goto error;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 swap_vars(blk,
1597                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1598
1599         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1600                 swap_vars(blk,
1601                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1606
1607         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1608
1609         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1610         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1612 error:
1613         isl_basic_map_free(bmap);
1614         return NULL;
1615 }
1616
1617 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1618         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1619 {
1620         unsigned dim;
1621         unsigned nparam;
1622
1623         if (!bset)
1624                 return NULL;
1625
1626         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1627         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1628         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1629
1630         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1631 error:
1632         isl_basic_set_free(bset);
1633         return NULL;
1634 }
1635
1636 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1637 {
1638         int i = 0;
1639         unsigned total;
1640         if (!bmap)
1641                 goto error;
1642         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1643         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1644         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1645         if (bmap->n_eq > 0)
1646                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1647         else {
1648                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1649                 if (i < 0)
1650                         goto error;
1651         }
1652         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1653         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1654         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1655         isl_vec_free(bmap->sample);
1656         bmap->sample = NULL;
1657         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1658 error:
1659         isl_basic_map_free(bmap);
1660         return NULL;
1661 }
1662
1663 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1664 {
1665         return (struct isl_basic_set *)
1666                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1667 }
1668
1669 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1670 {
1671         int i;
1672         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1673         isl_int *t = bmap->div[a];
1674         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1675         bmap->div[b] = t;
1676
1677         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1678                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1679
1680         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1681                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1682
1683         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1684                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1685         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1686 }
1687
1688 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1689  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1690  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1691  */
1692 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1693         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1694 {
1695         int i;
1696
1697         if (!map)
1698                 return NULL;
1699         if (n == 0)
1700                 return map;
1701
1702         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1703                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1704                         "index out of bounds", goto error);
1705
1706         map = isl_map_cow(map);
1707         if (!map)
1708                 return NULL;
1709
1710         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1711                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1712                 if (!map->p[i])
1713                         goto error;
1714         }
1715         return map;
1716 error:
1717         isl_map_free(map);
1718         return NULL;
1719 }
1720
1721 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1722  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1723  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1724  */
1725 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1726         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1727 {
1728         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1729 }
1730
1731 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1732  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1733  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1734  */
1735 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1736         unsigned first, unsigned n)
1737 {
1738         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1739 }
1740
1741 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1742         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1743 {
1744         if (!bmap)
1745                 return NULL;
1746         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1747                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1748         if (!bmap)
1749                 return NULL;
1750         bmap->n_div = 0;
1751         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1752 }
1753
1754 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1755         __isl_take isl_basic_set *bset)
1756 {
1757         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1758                         (struct isl_basic_map *)bset);
1759 }
1760
1761 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1762 {
1763         int i;
1764
1765         if (!map)
1766                 return NULL;
1767         if (map->n == 0)
1768                 return map;
1769
1770         map = isl_map_cow(map);
1771         if (!map)
1772                 return NULL;
1773         
1774         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1775                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1776                 if (!map->p[i])
1777                         goto error;
1778         }
1779         return map;
1780 error:
1781         isl_map_free(map);
1782         return NULL;
1783 }
1784
1785 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1786 {
1787         return isl_map_remove_divs(set);
1788 }
1789
1790 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1791         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1792 {
1793         if (!bmap)
1794                 return NULL;
1795         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1796                         goto error);
1797         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1798                 return bmap;
1799         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1800                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1801         if (!bmap)
1802                 return bmap;
1803         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1804                 return bmap;
1805         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1806         return bmap;
1807 error:
1808         isl_basic_map_free(bmap);
1809         return NULL;
1810 }
1811
1812 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1813  * any of the given variables.
1814  */
1815 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1816         unsigned first, unsigned n)
1817 {
1818         int i;
1819         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1820
1821         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1822                 return 0;
1823         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1824                 return 1;
1825
1826         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1827                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1828                         continue;
1829                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1830                         return 1;
1831         }
1832
1833         return 0;
1834 }
1835
1836 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1837  * based on inequality "i".
1838  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1839  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1840  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1841  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1842  *
1843  * The calling function has already checked that the inequality does not
1844  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1845  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1846  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1847  *
1848  * Let "div" be of the form
1849  *
1850  *      q = floor((a + f(x))/d)
1851  *
1852  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1853  *
1854  *      b + f(x) >= 0
1855  *
1856  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1857  * However, we allow a slightly more general form
1858  *
1859  *      b + g(x) >= 0
1860  *
1861  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1862  * divisible by d.
1863  * Rewriting this constraint as
1864  *
1865  *      0 >= -b - g(x)
1866  *
1867  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1868  *
1869  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1870  *
1871  * Taking the floor on both sides, we obtain
1872  *
1873  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1874  *
1875  * or
1876  *
1877  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1878  *
1879  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1880  *
1881  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1882  *
1883  */
1884 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1885         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1886         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1887 {
1888         int j;
1889
1890         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1891                 if (lb) {
1892                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1893                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1894                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1895                 }
1896                 if (ub) {
1897                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1898                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1899                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1900                 }
1901         }
1902         if (!lb && !ub)
1903                 return bmap;
1904
1905         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1906         if (lb) {
1907                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1908                 if (k < 0)
1909                         goto error;
1910                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1911                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1912                                         bmap->div[div][1 + j]);
1913                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1914                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1915                 }
1916                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1917         }
1918         if (ub) {
1919                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1920                 if (k < 0)
1921                         goto error;
1922                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1923                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1924                                         bmap->div[div][1 + j]);
1925                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1926                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1927                 }
1928                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1929         }
1930
1931         return bmap;
1932 error:
1933         isl_basic_map_free(bmap);
1934         return NULL;
1935 }
1936
1937 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1938  * using Fourier-Motzkin.
1939  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1940  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1941  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1942  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1943  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1944  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1945  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1946  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1947  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1948  * on "div".
1949  *
1950  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1951  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1952  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1953  * Consider, for example, the set
1954  *
1955  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1956  *
1957  * The second constraint can be rewritten as
1958  *
1959  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1960  *
1961  * from which we can derive
1962  *
1963  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1964  *
1965  * or
1966  *
1967  *      i + 2j <= 3 + 2k
1968  *
1969  * Combined with the first constraint, we obtain
1970  *
1971  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1972  *
1973  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1974  * the first constraint, we obtain
1975  *
1976  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1977  *
1978  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1979  *
1980  *      k >= -2
1981  */
1982 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1983         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1984 {
1985         int i;
1986         int check_lb, check_ub;
1987         isl_int v;
1988         unsigned total;
1989
1990         if (!bmap)
1991                 return NULL;
1992
1993         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1994                 return bmap;
1995
1996         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1997
1998         check_lb = 0;
1999         check_ub = 0;
2000         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2001                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2002                 if (s > 0)
2003                         check_ub = 1;
2004                 if (s < 0)
2005                         check_lb = 1;
2006         }
2007
2008         if (!check_lb && !check_ub)
2009                 return bmap;
2010
2011         isl_int_init(v);
2012
2013         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2014                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2015                         continue;
2016
2017                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2018                                                         check_lb, check_ub);
2019         }
2020
2021         isl_int_clear(v);
2022
2023         return bmap;
2024 }
2025
2026 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2027  * in their definitions.
2028  */
2029 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2030         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2031         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2032 {
2033         int i;
2034
2035         if (!bmap)
2036                 return NULL;
2037         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2038                         goto error);
2039         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2040
2041         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2042                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2043                         continue;
2044                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2045                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2046                 if (!bmap)
2047                         return NULL;
2048                 i = bmap->n_div;
2049         }
2050
2051         return bmap;
2052 error:
2053         isl_basic_map_free(bmap);
2054         return NULL;
2055 }
2056
2057 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2058         __isl_take isl_basic_set *bset,
2059         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2060 {
2061         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2062 }
2063
2064 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2065         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2066 {
2067         int i;
2068
2069         if (!map)
2070                 return NULL;
2071         if (map->n == 0)
2072                 return map;
2073
2074         map = isl_map_cow(map);
2075         if (!map)
2076                 return NULL;
2077
2078         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2079                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2080                                                                 type, first, n);
2081                 if (!map->p[i])
2082                         goto error;
2083         }
2084         return map;
2085 error:
2086         isl_map_free(map);
2087         return NULL;
2088 }
2089
2090 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2091         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2092 {
2093         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2094                                                               type, first, n);
2095 }
2096
2097 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2098  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2099  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2100  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2101  * div.
2102  */
2103 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2104         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2105 {
2106         int i;
2107
2108         if (!bmap)
2109                 return -1;
2110
2111         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2112                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2113                         "index out of bounds", return -1);
2114
2115         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2116         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2117                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2118                         return 1;
2119         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2120                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2121                         return 1;
2122         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2123                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2124                         continue;
2125                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2126                         return 1;
2127         }
2128
2129         return 0;
2130 }
2131
2132 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2133         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2134 {
2135         int i;
2136
2137         if (!map)
2138                 return -1;
2139
2140         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2141                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2142                         "index out of bounds", return -1);
2143
2144         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2145                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2146                                                             type, first, n);
2147                 if (involves < 0 || involves)
2148                         return involves;
2149         }
2150
2151         return 0;
2152 }
2153
2154 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2155         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2156 {
2157         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2158 }
2159
2160 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2161         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2162 {
2163         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2164 }
2165
2166 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2167  * on unknown divs.
2168  */
2169 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2170 {
2171         int i;
2172         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2173
2174         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2175                 return 1;
2176
2177         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2178                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2179                         continue;
2180                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2181                         return 1;
2182         }
2183
2184         return 0;
2185 }
2186
2187 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2188  */
2189 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2190         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2191 {
2192         int i;
2193
2194         if (!bmap)
2195                 return NULL;
2196
2197         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2198                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2199                         continue;
2200                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2201                 if (!bmap)
2202                         return NULL;
2203                 i = bmap->n_div;
2204         }
2205
2206         return bmap;
2207 }
2208
2209 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2210  */
2211 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2212         __isl_take isl_basic_set *bset)
2213 {
2214         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2215 }
2216
2217 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2218 {
2219         int i;
2220
2221         if (!map)
2222                 return NULL;
2223         if (map->n == 0)
2224                 return map;
2225
2226         map = isl_map_cow(map);
2227         if (!map)
2228                 return NULL;
2229
2230         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2231                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2232                 if (!map->p[i])
2233                         goto error;
2234         }
2235         return map;
2236 error:
2237         isl_map_free(map);
2238         return NULL;
2239 }
2240
2241 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2242 {
2243         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2244 }
2245
2246 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2247         __isl_take isl_basic_set *bset,
2248         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2249 {
2250         return (isl_basic_set *)
2251             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2252 }
2253
2254 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2255         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2256 {
2257         int i;
2258
2259         if (n == 0)
2260                 return map;
2261
2262         map = isl_map_cow(map);
2263         if (!map)
2264                 return NULL;
2265         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2266         
2267         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2268                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2269                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2270                 if (!map->p[i])
2271                         goto error;
2272         }
2273         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2274         return map;
2275 error:
2276         isl_map_free(map);
2277         return NULL;
2278 }
2279
2280 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2281         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2282 {
2283         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2284 }
2285
2286 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2287 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2288         unsigned first, unsigned n)
2289 {
2290         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2291 }
2292
2293 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2294                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2295 {
2296         const char *name;
2297         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2298         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2299         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2300         if (!pos)
2301                 isl_int_print(out, c, 0);
2302         else {
2303                 if (!isl_int_is_one(c))
2304                         isl_int_print(out, c, 0);
2305                 if (pos < 1 + nparam) {
2306                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2307                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2308                         if (name)
2309                                 fprintf(out, "%s", name);
2310                         else
2311                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2312                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2313                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2314                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2315                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2316                 else
2317                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2318         }
2319 }
2320
2321 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2322                                 int sign, FILE *out)
2323 {
2324         int i;
2325         int first;
2326         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2327         isl_int v;
2328
2329         isl_int_init(v);
2330         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2331                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2332                         continue;
2333                 if (!first)
2334                         fprintf(out, " + ");
2335                 first = 0;
2336                 isl_int_abs(v, c[i]);
2337                 dump_term(bmap, v, i, out);
2338         }
2339         isl_int_clear(v);
2340         if (first)
2341                 fprintf(out, "0");
2342 }
2343
2344 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2345                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2346 {
2347         int i;
2348
2349         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2350
2351         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2352         fprintf(out, " %s ", op);
2353         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2354
2355         fprintf(out, "\n");
2356
2357         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2358                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2359                         continue;
2360                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2361                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2362                 abort();
2363         }
2364 }
2365
2366 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2367                                 isl_int **c, unsigned n,
2368                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2369 {
2370         int i;
2371
2372         for (i = 0; i < n; ++i)
2373                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2374 }
2375
2376 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2377 {
2378         int j;
2379         int first = 1;
2380         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2381
2382         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2383                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2384                         continue;
2385                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2386                         fprintf(out, "+");
2387                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2388                 first = 0;
2389         }
2390 }
2391
2392 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2393 {
2394         int i;
2395
2396         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2397         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2398
2399         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2400                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2401                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2402                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2403                 fprintf(out, ")/");
2404                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2405                 fprintf(out, "]\n");
2406         }
2407 }
2408
2409 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2410         FILE *out, int indent)
2411 {
2412         if (!bset) {
2413                 fprintf(out, "null basic set\n");
2414                 return;
2415         }
2416
2417         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2418         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2419                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2420                         bset->extra, bset->flags);
2421         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2422 }
2423
2424 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2425         FILE *out, int indent)
2426 {
2427         if (!bmap) {
2428                 fprintf(out, "null basic map\n");
2429                 return;
2430         }
2431
2432         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2433         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2434                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2435                 bmap->ref,
2436                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2437                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2438         dump(bmap, out, indent);
2439 }
2440
2441 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2442 {
2443         unsigned total;
2444         if (!bmap)
2445                 return -1;
2446         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2447         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2448         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2449         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2450         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2451         return 0;
2452 }
2453
2454 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2455         unsigned flags)
2456 {
2457         struct isl_set *set;
2458
2459         if (!dim)
2460                 return NULL;
2461         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2462         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2463         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2464                         sizeof(struct isl_set) +
2465                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2466         if (!set)
2467                 goto error;
2468
2469         set->ctx = dim->ctx;
2470         isl_ctx_ref(set->ctx);
2471         set->ref = 1;
2472         set->size = n;
2473         set->n = 0;
2474         set->dim = dim;
2475         set->flags = flags;
2476         return set;
2477 error:
2478         isl_space_free(dim);
2479         return NULL;
2480 }
2481
2482 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2483                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2484 {
2485         struct isl_set *set;
2486         isl_space *dims;
2487
2488         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2489         if (!dims)
2490                 return NULL;
2491
2492         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2493         return set;
2494 }
2495
2496 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2497  */
2498 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2499 {
2500         int i;
2501         struct isl_map *grown = NULL;
2502
2503         if (!map)
2504                 return NULL;
2505         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2506         if (map->n + n <= map->size)
2507                 return map;
2508         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2509         if (!grown)
2510                 goto error;
2511         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2512                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2513                 if (!grown->p[i])
2514                         goto error;
2515                 grown->n++;
2516         }
2517         isl_map_free(map);
2518         return grown;
2519 error:
2520         isl_map_free(grown);
2521         isl_map_free(map);
2522         return NULL;
2523 }
2524
2525 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2526  */
2527 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2528 {
2529         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2530 }
2531
2532 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2533 {
2534         int i;
2535         struct isl_set *dup;
2536
2537         if (!set)
2538                 return NULL;
2539
2540         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2541         if (!dup)
2542                 return NULL;
2543         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2544                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2545         return dup;
2546 }
2547
2548 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2549 {
2550         return isl_map_from_basic_map(bset);
2551 }
2552
2553 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2554 {
2555         struct isl_map *map;
2556
2557         if (!bmap)
2558                 return NULL;
2559
2560         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2561         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2562 }
2563
2564 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2565                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2566 {
2567         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2568                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2569 }
2570
2571 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2572 {
2573         int i;
2574
2575         if (!set)
2576                 return NULL;
2577
2578         if (--set->ref > 0)
2579                 return NULL;
2580
2581         isl_ctx_deref(set->ctx);
2582         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2583                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2584         isl_space_free(set->dim);
2585         free(set);
2586
2587         return NULL;
2588 }
2589
2590 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2591 {
2592         int i;
2593
2594         if (!set) {
2595                 fprintf(out, "null set\n");
2596                 return;
2597         }
2598
2599         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2600         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2601                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2602                         set->flags);
2603         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2604                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2605                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2606                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2607         }
2608 }
2609
2610 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2611 {
2612         int i;
2613
2614         if (!map) {
2615                 fprintf(out, "null map\n");
2616                 return;
2617         }
2618
2619         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2620         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2621                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2622                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2623                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2624         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2625                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2626                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2627                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2628         }
2629 }
2630
2631 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2632                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2633 {
2634         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2635
2636         if (!bmap || !bset)
2637                 goto error;
2638
2639         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2640                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2641
2642         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2643                 isl_assert(bset->ctx,
2644                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2645
2646         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2647         if (!bmap)
2648                 goto error;
2649         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2650                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2651         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2652         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2653
2654         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2655         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2656 error:
2657         isl_basic_map_free(bmap);
2658         isl_basic_set_free(bset);
2659         return NULL;
2660 }
2661
2662 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2663                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2664 {
2665         struct isl_basic_map *bmap_range;
2666
2667         if (!bmap || !bset)
2668                 goto error;
2669
2670         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2671                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2672
2673         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2674                 isl_assert(bset->ctx,
2675                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2676
2677         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2678                 isl_basic_set_free(bset);
2679                 return bmap;
2680         }
2681
2682         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2683         if (!bmap)
2684                 goto error;
2685         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2686                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2687         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2688         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2689
2690         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2691         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2692 error:
2693         isl_basic_map_free(bmap);
2694         isl_basic_set_free(bset);
2695         return NULL;
2696 }
2697
2698 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2699 {
2700         int i;
2701         unsigned total;
2702         isl_int s;
2703
2704         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2705         if (total != vec->size)
2706                 return -1;
2707
2708         isl_int_init(s);
2709
2710         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2711                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2712                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2713                         isl_int_clear(s);
2714                         return 0;
2715                 }
2716         }
2717
2718         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2719                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2720                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2721                         isl_int_clear(s);
2722                         return 0;
2723                 }
2724         }
2725
2726         isl_int_clear(s);
2727
2728         return 1;
2729 }
2730
2731 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2732 {
2733         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2734 }
2735
2736 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2737                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2738 {
2739         struct isl_vec *sample = NULL;
2740
2741         if (!bmap1 || !bmap2)
2742                 goto error;
2743
2744         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2745                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2746         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2747                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2748             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2749                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2750                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2751
2752         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2753                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2754                 isl_assert(bmap1->ctx,
2755                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2756
2757         if (bmap1->sample &&
2758             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2759             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2760                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2761         else if (bmap2->sample &&
2762             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2763             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2764                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2765
2766         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2767         if (!bmap1)
2768                 goto error;
2769         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2770                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2771         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2772
2773         if (!bmap1)
2774                 isl_vec_free(sample);
2775         else if (sample) {
2776                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2777                 bmap1->sample = sample;
2778         }
2779
2780         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2781         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2782 error:
2783         if (sample)
2784                 isl_vec_free(sample);
2785         isl_basic_map_free(bmap1);
2786         isl_basic_map_free(bmap2);
2787         return NULL;
2788 }
2789
2790 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2791                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2792 {
2793         return (struct isl_basic_set *)
2794                 isl_basic_map_intersect(
2795                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2796                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2797 }
2798
2799 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2800         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2801 {
2802         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2803 }
2804
2805 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2806  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2807  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2808  * added to the other map.
2809  */
2810 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2811         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2812 {
2813         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2814         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2815         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2816         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2817
2818         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2819                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2820
2821         isl_assert(map2->ctx,
2822                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2823
2824         map1 = isl_map_cow(map1);
2825         if (!map1)
2826                 goto error;
2827         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2828                 isl_map_free(map2);
2829                 return map1;
2830         }
2831         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2832         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2833                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2834         else
2835                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2836                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2837
2838         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2839         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2840         if (!map1->p[0])
2841                 goto error;
2842
2843         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2844                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2845                 map1->n = 0;
2846         }
2847
2848         isl_map_free(map2);
2849
2850         return map1;
2851 error:
2852         isl_map_free(map1);
2853         isl_map_free(map2);
2854         return NULL;
2855 }
2856
2857 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2858  * space as map1.
2859  */
2860 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2861         __isl_take isl_map *map2)
2862 {
2863         unsigned flags = 0;
2864         isl_map *result;
2865         int i, j;
2866
2867         if (!map1 || !map2)
2868                 goto error;
2869
2870         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2871              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2872             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2873                 isl_map_free(map2);
2874                 return map1;
2875         }
2876         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2877              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2878             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2879                 isl_map_free(map1);
2880                 return map2;
2881         }
2882
2883         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2884             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2885             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2886             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2887              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2888                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2889
2890         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2891                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2892                 isl_assert(map1->ctx,
2893                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2894
2895         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2896             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2897                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2898
2899         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2900                                 map1->n * map2->n, flags);
2901         if (!result)
2902                 goto error;
2903         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2904                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2905                         struct isl_basic_map *part;
2906                         part = isl_basic_map_intersect(
2907                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2908                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2909                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2910                                 part = isl_basic_map_free(part);
2911                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2912                         if (!result)
2913                                 goto error;
2914                 }
2915         isl_map_free(map1);
2916         isl_map_free(map2);
2917         return result;
2918 error:
2919         isl_map_free(map1);
2920         isl_map_free(map2);
2921         return NULL;
2922 }
2923
2924 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2925         __isl_take isl_map *map2)
2926 {
2927         if (!map1 || !map2)
2928                 goto error;
2929         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2930                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2931                         "spaces don't match", goto error);
2932         return map_intersect_internal(map1, map2);
2933 error:
2934         isl_map_free(map1);
2935         isl_map_free(map2);
2936         return NULL;
2937 }
2938
2939 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2940         __isl_take isl_map *map2)
2941 {
2942         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2943 }
2944
2945 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2946 {
2947         return (struct isl_set *)
2948                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2949                                   (struct isl_map *)set2);
2950 }
2951
2952 /* map_intersect_internal accepts intersections
2953  * with parameter domains, so we can just call that function.
2954  */
2955 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2956                 __isl_take isl_set *params)
2957 {
2958         return map_intersect_internal(map, params);
2959 }
2960
2961 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2962         __isl_take isl_map *map2)
2963 {
2964         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2965 }
2966
2967 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2968                 __isl_take isl_set *params)
2969 {
2970         return isl_map_intersect_params(set, params);
2971 }
2972
2973 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2974 {
2975         isl_space *dim;
2976         struct isl_basic_set *bset;
2977         unsigned in;
2978
2979         if (!bmap)
2980                 return NULL;
2981         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2982         if (!bmap)
2983                 return NULL;
2984         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2985         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2986         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2987         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2988         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2989 }
2990
2991 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2992         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2993 {
2994         isl_space *space;
2995
2996         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2997                 return bmap;
2998
2999         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3000         space = isl_space_reset(space, type);
3001         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3002         return bmap;
3003 }
3004
3005 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3006         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3007         unsigned pos, unsigned n)
3008 {
3009         isl_space *res_dim;
3010         struct isl_basic_map *res;
3011         struct isl_dim_map *dim_map;
3012         unsigned total, off;
3013         enum isl_dim_type t;
3014
3015         if (n == 0)
3016                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3017
3018         if (!bmap)
3019                 return NULL;
3020
3021         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3022
3023         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3024         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3025         off = 0;
3026         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3027                 if (t != type) {
3028                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3029                 } else {
3030                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3031                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3032                                                 0, pos, off);
3033                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3034                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3035                 }
3036                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3037         }
3038         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3039
3040         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3041                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3042         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3043                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3044         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3045                 isl_basic_map_free(bmap);
3046                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3047         }
3048         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3049         return isl_basic_map_finalize(res);
3050 }
3051
3052 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3053         __isl_take isl_basic_set *bset,
3054         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3055 {
3056         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3057 }
3058
3059 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3060                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3061 {
3062         if (!bmap)
3063                 return NULL;
3064         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3065                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3066 }
3067
3068 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3069                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3070 {
3071         if (!bset)
3072                 return NULL;
3073         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3074         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3075 error:
3076         isl_basic_set_free(bset);
3077         return NULL;
3078 }
3079
3080 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3081         enum isl_dim_type type)
3082 {
3083         isl_space *space;
3084
3085         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3086                 return map;
3087
3088         space = isl_map_get_space(map);
3089         space = isl_space_reset(space, type);
3090         map = isl_map_reset_space(map, space);
3091         return map;
3092 }
3093
3094 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3095                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3096 {
3097         int i;
3098
3099         if (n == 0)
3100                 return map_space_reset(map, type);
3101
3102         map = isl_map_cow(map);
3103         if (!map)
3104                 return NULL;
3105
3106         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3107         if (!map->dim)
3108                 goto error;
3109
3110         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3111                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3112                 if (!map->p[i])
3113                         goto error;
3114         }
3115
3116         return map;
3117 error:
3118         isl_map_free(map);
3119         return NULL;
3120 }
3121
3122 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3123                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3124 {
3125         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3126 }
3127
3128 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3129                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3130 {
3131         if (!map)
3132                 return NULL;
3133         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3134 }
3135
3136 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3137                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3138 {
3139         if (!set)
3140                 return NULL;
3141         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3142         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3143 error:
3144         isl_set_free(set);
3145         return NULL;
3146 }
3147
3148 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3149         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3150         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3151         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3152 {
3153         struct isl_dim_map *dim_map;
3154         struct isl_basic_map *res;
3155         enum isl_dim_type t;
3156         unsigned total, off;
3157
3158         if (!bmap)
3159                 return NULL;
3160         if (n == 0)
3161                 return bmap;
3162
3163         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3164                 goto error);
3165
3166         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3167                 return bmap;
3168
3169         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3170
3171         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3172             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3173                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3174                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3175                 if (!bmap)
3176                         return NULL;
3177
3178                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3179                                                 src_type, src_pos, n);
3180                 if (!bmap->dim)
3181                         goto error;
3182
3183                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3184
3185                 return bmap;
3186         }
3187
3188         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3189         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3190
3191         off = 0;
3192         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3193                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3194                 if (t == dst_type) {
3195                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3196                                             0, dst_pos, off);
3197                         off += dst_pos;
3198                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3199                                             src_pos, n, off);
3200                         off += n;
3201                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3202                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3203                         off += size - dst_pos;
3204                 } else if (t == src_type) {
3205                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3206                                             0, src_pos, off);
3207                         off += src_pos;
3208                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3209                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3210                         off += size - src_pos - n;
3211                 } else {
3212                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3213                         off += size;
3214                 }
3215         }
3216         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3217
3218         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3219                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3220         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3221
3222         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3223                                         src_type, src_pos, n);
3224         if (!bmap->dim)
3225                 goto error;
3226
3227         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3228         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3229         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3230
3231         return bmap;
3232 error:
3233         isl_basic_map_free(bmap);
3234         return NULL;
3235 }
3236
3237 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3238         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3239         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3240 {
3241         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3242                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3243 }
3244
3245 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3246         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3247         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3248 {
3249         if (!set)
3250                 return NULL;
3251         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3252         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3253                                         src_type, src_pos, n);
3254 error:
3255         isl_set_free(set);
3256         return NULL;
3257 }
3258
3259 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3260         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3261         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3262 {
3263         int i;
3264
3265         if (!map)
3266                 return NULL;
3267         if (n == 0)
3268                 return map;
3269
3270         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3271                 goto error);
3272
3273         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3274                 return map;
3275
3276         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3277
3278         map = isl_map_cow(map);
3279         if (!map)
3280                 return NULL;
3281
3282         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3283         if (!map->dim)
3284                 goto error;
3285
3286         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3287                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3288                                                 dst_type, dst_pos,
3289                                                 src_type, src_pos, n);
3290                 if (!map->p[i])
3291                         goto error;
3292         }
3293
3294         return map;
3295 error:
3296         isl_map_free(map);
3297         return NULL;
3298 }
3299
3300 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3301  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3302  * That's the responsibility of the caller.
3303  */
3304 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3305         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3306 {
3307         struct isl_dim_map *dim_map;
3308         struct isl_basic_map *res;
3309         enum isl_dim_type t;
3310         unsigned total, off;
3311
3312         if (!bmap)
3313                 return NULL;
3314         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3315                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3316                 return bmap;
3317
3318         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3319         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3320
3321         off = 0;
3322         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3323                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3324                 if (t == type) {
3325                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3326                                             0, first, off);
3327                         off += first;
3328                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3329                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3330                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3331                                             first + n, size - (first + n), off);
3332                         off += size - (first + n);
3333                 } else {
3334                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3335                         off += size;
3336                 }
3337         }
3338         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3339
3340         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3341                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3342         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3343         return res;
3344 }
3345
3346 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3347  * into existentially quantified variables.
3348  */
3349 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3350                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3351                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3352 {
3353         int i;
3354         size_t row_size;
3355         isl_int **new_div;
3356         isl_int *old;
3357
3358         if (n == 0)
3359                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3360
3361         if (!bmap)
3362                 return NULL;
3363
3364         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3365                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3366
3367         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3368                         goto error);
3369
3370         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3371         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3372         if (!bmap)
3373                 return NULL;
3374
3375         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3376         old = bmap->block2.data;
3377         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3378                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3379         if (!bmap->block2.data)
3380                 goto error;
3381         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3382         if (!new_div)
3383                 goto error;
3384         for (i = 0; i < n; ++i) {
3385                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3386                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3387                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3388         }
3389         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3390                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3391         free(bmap->div);
3392         bmap->div = new_div;
3393         bmap->n_div += n;
3394         bmap->extra += n;
3395
3396         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3397         if (!bmap->dim)
3398                 goto error;
3399         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3400         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3401         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3402 error:
3403         isl_basic_map_free(bmap);
3404         return NULL;
3405 }
3406
3407 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3408  * into existentially quantified variables.
3409  */
3410 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3411                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3412 {
3413         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3414                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3415 }
3416
3417 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3418  * into existentially quantified variables.
3419  */
3420 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3421                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3422 {
3423         int i;
3424
3425         if (!map)
3426                 return NULL;
3427
3428         if (n == 0)
3429                 return map_space_reset(map, type);
3430
3431         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3432
3433         map = isl_map_cow(map);
3434         if (!map)
3435                 return NULL;
3436
3437         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3438         if (!map->dim)
3439                 goto error;
3440
3441         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3442                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3443                 if (!map->p[i])
3444                         goto error;
3445         }
3446
3447         return map;
3448 error:
3449         isl_map_free(map);
3450         return NULL;
3451 }
3452
3453 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3454  * into existentially quantified variables.
3455  */
3456 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3457                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3458 {
3459         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3460 }
3461
3462 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3463 {
3464         int i, j;
3465
3466         for (i = 0; i < n; ++i) {
3467                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3468                 if (j < 0)
3469                         goto error;
3470                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3471         }
3472         return bmap;
3473 error:
3474         isl_basic_map_free(bmap);
3475         return NULL;
3476 }
3477
3478 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3479                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3480 {
3481         isl_space *dim_result = NULL;
3482         struct isl_basic_map *bmap;
3483         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3484         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3485
3486         if (!bmap1 || !bmap2)
3487                 goto error;
3488
3489         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3490                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3491
3492         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3493         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3494         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3495         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3496
3497         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3498         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3499         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3500         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3501         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3502         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3503         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3504         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3505         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3506         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3507         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3508
3509         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3510                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3511                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3512                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3513         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3514         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3515         bmap = add_divs(bmap, n);
3516         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3517         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3518         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3519 error:
3520         isl_basic_map_free(bmap1);
3521         isl_basic_map_free(bmap2);
3522         return NULL;
3523 }
3524
3525 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3526                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3527 {
3528         if (!bset || !bmap)
3529                 goto error;
3530
3531         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3532                     goto error);
3533
3534         return (struct isl_basic_set *)
3535                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3536 error:
3537         isl_basic_set_free(bset);
3538         isl_basic_map_free(bmap);
3539         return NULL;
3540 }
3541
3542 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3543                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3544 {
3545         if (!bmap1 || !bmap2)
3546                 goto error;
3547
3548         isl_assert(bmap1->ctx,
3549             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3550         isl_assert(bmap1->ctx,
3551             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3552             goto error);
3553
3554         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3555         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3556         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3557 error:
3558         isl_basic_map_free(bmap1);
3559         isl_basic_map_free(bmap2);
3560         return NULL;
3561 }
3562
3563 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3564  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3565  */
3566 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3567                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3568 {
3569         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3570         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3571         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3572         int i;
3573
3574         if (!bmap1 || !bmap2)
3575                 goto error;
3576
3577         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3578                 goto error);
3579
3580         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3581         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3582         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3583
3584         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3585         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3586         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3587         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3588         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3589         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3590         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3591         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3592         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3593         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3594         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3595
3596         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3597                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3598                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3599                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3600         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3601                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3602                 if (j < 0)
3603                         goto error;
3604                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3605                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3606                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3607                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3608         }
3609         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3610         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3611         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3612
3613         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3614         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3615 error:
3616         isl_basic_map_free(bmap);
3617         isl_basic_map_free(bmap1);
3618         isl_basic_map_free(bmap2);
3619         return NULL;
3620 }
3621
3622 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3623  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3624  */
3625 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3626 {
3627         struct isl_map *result;
3628         int i, j;
3629
3630         if (!map1 || !map2)
3631                 goto error;
3632
3633         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3634
3635         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3636                                 map1->n * map2->n, 0);
3637         if (!result)
3638                 goto error;
3639         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3640                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3641                         struct isl_basic_map *part;
3642                         part = isl_basic_map_sum(
3643                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3644                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3645                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3646                                 isl_basic_map_free(part);
3647                         else
3648                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3649                         if (!result)
3650                                 goto error;
3651                 }
3652         isl_map_free(map1);
3653         isl_map_free(map2);
3654         return result;
3655 error:
3656         isl_map_free(map1);
3657         isl_map_free(map2);
3658         return NULL;
3659 }
3660
3661 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3662         __isl_take isl_set *set2)
3663 {
3664         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3665 }
3666
3667 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3668  */
3669 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3670 {
3671         int i, j;
3672         unsigned off, n;
3673
3674         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3675         if (!bmap)
3676                 return NULL;
3677
3678         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3679         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3680         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3681                 for (j = 0; j < n; ++j)
3682                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3683         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3684                 for (j = 0; j < n; ++j)
3685                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3686         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3687                 for (j = 0; j < n; ++j)
3688                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3689         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3690         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3691 }
3692
3693 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3694 {
3695         return isl_basic_map_neg(bset);
3696 }
3697
3698 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3699  */
3700 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3701 {
3702         int i;
3703
3704         map = isl_map_cow(map);
3705         if (!map)
3706                 return NULL;
3707
3708         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3709                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3710                 if (!map->p[i])
3711                         goto error;
3712         }
3713
3714         return map;
3715 error:
3716         isl_map_free(map);
3717         return NULL;
3718 }
3719
3720 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3721 {
3722         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3723 }
3724
3725 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3726  * A -> floor(f(A)/d).
3727  */
3728 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3729                 isl_int d)
3730 {
3731         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3732         struct isl_basic_map *result = NULL;
3733         struct isl_dim_map *dim_map;
3734         int i;
3735
3736         if (!bmap)
3737                 return NULL;
3738
3739         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3740         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3741         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3742
3743         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3744         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3745         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3746         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3747         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3748         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3749
3750         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3751                         bmap->n_div + n_out,
3752                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3753         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3754         result = add_divs(result, n_out);
3755         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3756                 int j;
3757                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3758                 if (j < 0)
3759                         goto error;
3760                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3761                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3762                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3763                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3764                 if (j < 0)
3765                         goto error;
3766                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3767                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3768                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3769                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3770         }
3771
3772         result = isl_basic_map_simplify(result);
3773         return isl_basic_map_finalize(result);
3774 error:
3775         isl_basic_map_free(result);
3776         return NULL;
3777 }
3778
3779 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3780  * A -> floor(f(A)/d).
3781  */
3782 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3783 {
3784         int i;
3785
3786         map = isl_map_cow(map);
3787         if (!map)
3788                 return NULL;
3789
3790         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3791         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3792         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3793                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3794                 if (!map->p[i])
3795                         goto error;
3796         }
3797
3798         return map;
3799 error:
3800         isl_map_free(map);
3801         return NULL;
3802 }
3803
3804 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3805 {
3806         int i;
3807         unsigned nparam;
3808         unsigned n_in;
3809
3810         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3811         if (i < 0)
3812                 goto error;
3813         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3814         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3815         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3816         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3817         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3818         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3819 error:
3820         isl_basic_map_free(bmap);
3821         return NULL;
3822 }
3823
3824 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3825  */
3826 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3827 {
3828         int i;
3829         unsigned nparam;
3830         unsigned n_in;
3831
3832         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3833         if (i < 0)
3834                 goto error;
3835         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3836         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3837         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3838         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3839         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3840         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3841         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3842 error:
3843         isl_basic_map_free(bmap);
3844         return NULL;
3845 }
3846
3847 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3848  */
3849 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3850         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3851 {
3852         int i;
3853         unsigned nparam;
3854         unsigned n_in;
3855
3856         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3857         if (i < 0)
3858                 goto error;
3859         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3860         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3861         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3862         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3863         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3864         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3865 error:
3866         isl_basic_map_free(bmap);
3867         return NULL;
3868 }
3869
3870 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3871  */
3872 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3873 {
3874         int i;
3875         unsigned nparam;
3876         unsigned n_in;
3877
3878         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3879         if (i < 0)
3880                 goto error;
3881         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3882         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3883         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3884         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3885         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3886         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3887         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3888 error:
3889         isl_basic_map_free(bmap);
3890         return NULL;
3891 }
3892
3893 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3894  */
3895 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3896         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3897 {
3898         int i;
3899         unsigned nparam;
3900         unsigned n_in;
3901
3902         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3903         if (i < 0)
3904                 goto error;
3905         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3906         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3907         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3908         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3909         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3910         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3911 error:
3912         isl_basic_map_free(bmap);
3913         return NULL;
3914 }
3915
3916 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3917         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3918 {
3919         int i;
3920         struct isl_basic_map *bmap;
3921         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3922         if (!bmap)
3923                 return NULL;
3924         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3925                 bmap = var_equal(bmap, i);
3926         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3927 }
3928
3929 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3930  */
3931 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3932         unsigned pos)
3933 {
3934         int i;
3935         struct isl_basic_map *bmap;
3936         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3937         if (!bmap)
3938                 return NULL;
3939         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3940                 bmap = var_equal(bmap, i);
3941         if (bmap)
3942                 bmap = var_less(bmap, pos);
3943         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3944 }
3945
3946 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3947  */
3948 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3949         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3950 {
3951         int i;
3952         isl_basic_map *bmap;
3953
3954         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3955         for (i = 0; i < pos; ++i)
3956                 bmap = var_equal(bmap, i);
3957         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3958         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3959 }
3960
3961 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3962  */
3963 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3964         unsigned pos)
3965 {
3966         int i;
3967         struct isl_basic_map *bmap;
3968         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3969         if (!bmap)
3970                 return NULL;
3971         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3972                 bmap = var_equal(bmap, i);
3973         if (bmap)
3974                 bmap = var_more(bmap, pos);
3975         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3976 }
3977
3978 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3979  */
3980 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3981         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3982 {
3983         int i;
3984         isl_basic_map *bmap;
3985
3986         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3987         for (i = 0; i < pos; ++i)
3988                 bmap = var_equal(bmap, i);
3989         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3990         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3991 }
3992
3993 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3994         unsigned n, int equal)
3995 {
3996         struct isl_map *map;
3997         int i;
3998
3999         if (n == 0 && equal)
4000                 return isl_map_universe(dims);
4001
4002         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4003
4004         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4005                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4006                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4007         if (n > 0) {
4008                 if (equal)
4009                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4010                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4011                 else
4012                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4013                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4014         } else
4015                 isl_space_free(dims);
4016
4017         return map;
4018 }
4019
4020 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4021 {
4022         if (!dims)
4023                 return NULL;
4024         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4025 }
4026
4027 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4028 {
4029         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4030 }
4031
4032 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4033 {
4034         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4035 }
4036
4037 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4038 {
4039         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4040 }
4041
4042 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4043 {
4044         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4045 }
4046
4047 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4048         unsigned n, int equal)
4049 {
4050         struct isl_map *map;
4051         int i;
4052
4053         if (n == 0 && equal)
4054                 return isl_map_universe(dims);
4055
4056         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4057
4058         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4059                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4060                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4061         if (n > 0) {
4062                 if (equal)
4063                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4064                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4065                 else
4066                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4067                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4068         } else
4069                 isl_space_free(dims);
4070
4071         return map;
4072 }
4073
4074 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4075 {
4076         if (!dims)
4077                 return NULL;
4078         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4079 }
4080
4081 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4082 {
4083         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4084 }
4085
4086 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4087 {
4088         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4089 }
4090
4091 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4092 {
4093         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4094 }
4095
4096 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4097 {
4098         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4099 }
4100
4101 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4102         __isl_take isl_set *set2)
4103 {
4104         isl_map *map;
4105         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4106         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4107         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4108         return map;
4109 }
4110
4111 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4112         __isl_take isl_set *set2)
4113 {
4114         isl_map *map;
4115         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4116         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4117         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4118         return map;
4119 }
4120
4121 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4122         __isl_take isl_set *set2)
4123 {
4124         isl_map *map;
4125         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4126         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4127         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4128         return map;
4129 }
4130
4131 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4132         __isl_take isl_set *set2)
4133 {
4134         isl_map *map;
4135         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4136         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4137         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4138         return map;
4139 }
4140
4141 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4142         __isl_take isl_map *map2)
4143 {
4144         isl_map *map;
4145         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4146         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4147         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4148         return map;
4149 }
4150
4151 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4152         __isl_take isl_map *map2)
4153 {
4154         isl_map *map;
4155         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4156         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4157         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4158         return map;
4159 }
4160
4161 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4162         __isl_take isl_map *map2)
4163 {
4164         isl_map *map;
4165         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4166         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4167         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4168         return map;
4169 }
4170
4171 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4172         __isl_take isl_map *map2)
4173 {
4174         isl_map *map;
4175         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4176         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4177         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4178         return map;
4179 }
4180
4181 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4182         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4183 {
4184         struct isl_basic_map *bmap;
4185
4186         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4187         if (!bset || !dim)
4188                 goto error;
4189
4190         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4191         isl_space_free(bset->dim);
4192         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4193         bmap->dim = dim;
4194         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4195 error:
4196         isl_basic_set_free(bset);
4197         isl_space_free(dim);
4198         return NULL;
4199 }
4200
4201 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4202 {
4203         if (!bmap)
4204                 goto error;
4205         if (bmap->dim->n_in == 0)
4206                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4207         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4208         if (!bmap)
4209                 goto error;
4210         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4211         if (!bmap->dim)
4212                 goto error;
4213         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4214         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4215 error:
4216         isl_basic_map_free(bmap);
4217         return NULL;
4218 }
4219
4220 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4221  *
4222  *              f - m d >= 0
4223  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4224  *
4225  * Note that the second constraint is the negation of
4226  *
4227  *              f - m d >= n
4228  */
4229 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4230         unsigned pos, isl_int *div)
4231 {
4232         int i, j;
4233         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4234
4235         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4236         if (i < 0)
4237                 return -1;
4238         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4239         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4240
4241         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4242         if (j < 0)
4243                 return -1;
4244         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4245         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4246         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4247         return j;
4248 }
4249
4250 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4251         unsigned pos, isl_int *div)
4252 {
4253         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4254                                                         pos, div);
4255 }
4256
4257 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4258 {
4259         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4260         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4261
4262         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4263                                                         bmap->div[div]);
4264 }
4265
4266 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4267 {
4268         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4269 }
4270
4271 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4272                 struct isl_basic_map *bmap)
4273 {
4274         if (!bmap)
4275                 goto error;
4276         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4277             bmap->n_div == 0 &&
4278             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4279             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4280                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4281         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4282         if (!bmap)
4283                 goto error;
4284         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4285         if (!bmap->dim)
4286                 goto error;
4287         bmap->extra -= bmap->n_div;
4288         bmap->n_div = 0;
4289         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4290         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4291 error:
4292         isl_basic_map_free(bmap);
4293         return NULL;
4294 }
4295
4296 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4297                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4298 {
4299         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4300 }
4301
4302 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4303         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4304 {
4305         struct isl_basic_map *bmap;
4306         struct isl_ctx *ctx;
4307         unsigned total;
4308         int i;
4309
4310         if (!bset || !like)
4311                 goto error;
4312         ctx = bset->ctx;
4313         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4314         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4315         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4316                         goto error);
4317         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4318                 isl_basic_map_free(like);
4319                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4320         }
4321         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4322         if (!bset)
4323                 goto error;
4324         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4325         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4326         isl_space_free(bmap->dim);
4327         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4328         if (!bmap->dim)
4329                 goto error;
4330         bmap->n_div = like->n_div;
4331         bmap->extra += like->n_div;
4332         if (bmap->extra) {
4333                 unsigned ltotal;
4334                 isl_int **div;
4335                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4336                 if (ltotal > total)
4337                         ltotal = total;
4338                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4339                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4340                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4341                         goto error;
4342                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4343                 if (!div)
4344                         goto error;
4345                 bmap->div = div;
4346                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4347                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4348                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4349                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4350                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4351                 }
4352                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4353                                                         0, 2 * like->n_div);
4354                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4355                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4356                                 continue;
4357                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4358                                 goto error;
4359                 }
4360         }
4361         isl_basic_map_free(like);
4362         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4363         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4364         return bmap;
4365 error:
4366         isl_basic_map_free(like);
4367         isl_basic_set_free(bset);
4368         return NULL;
4369 }
4370
4371 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4372         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4373 {
4374         return (struct isl_basic_set *)
4375                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4376 }
4377
4378 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4379         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4380 {
4381         int i;
4382
4383         if (!set || !like)
4384                 goto error;
4385         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4386                     goto error);
4387         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4388                 isl_basic_set_free(like);
4389                 return set;
4390         }
4391         set = isl_set_cow(set);
4392         if (!set)
4393                 goto error;
4394         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4395                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4396                                                       isl_basic_set_copy(like));
4397                 if (!set->p[i])
4398                         goto error;
4399         }
4400         isl_space_free(set->dim);
4401         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4402         if (!set->dim)
4403                 goto error;
4404         isl_basic_set_free(like);
4405         return set;
4406 error:
4407         isl_basic_set_free(like);
4408         isl_set_free(set);
4409         return NULL;
4410 }
4411
4412 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4413 {
4414         int i;
4415
4416         map = isl_map_cow(map);
4417         if (!map)
4418                 return NULL;
4419         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4420         if (!map->dim)
4421                 goto error;
4422
4423         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4424                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4425                                 goto error);
4426         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4427                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4428                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4429                 if (!map->p[i])
4430                         goto error;
4431         }
4432         if (map->n == 0)
4433                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4434         else {
4435                 isl_space_free(map->dim);
4436                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4437         }
4438         if (!map->dim)
4439                 goto error;
4440         return (struct isl_set *)map;
4441 error:
4442         isl_map_free(map);
4443         return NULL;
4444 }
4445
4446 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4447 {
4448         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4449 }
4450
4451 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4452         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4453 {
4454         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4455         if (!bmap || !dim)
4456                 goto error;
4457
4458         isl_space_free(bmap->dim);
4459         bmap->dim = dim;
4460
4461         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4462
4463         return bmap;
4464 error:
4465         isl_basic_map_free(bmap);
4466         isl_space_free(dim);
4467         return NULL;
4468 }
4469
4470 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4471         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4472 {
4473         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4474                                                         dim);
4475 }
4476
4477 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4478         __isl_take isl_space *dim)
4479 {
4480         int i;
4481
4482         map = isl_map_cow(map);
4483         if (!map || !dim)
4484                 goto error;
4485
4486         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4487                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4488                                                     isl_space_copy(dim));
4489                 if (!map->p[i])
4490                         goto error;
4491         }
4492         isl_space_free(map->dim);
4493         map->dim = dim;
4494
4495         return map;
4496 error:
4497         isl_map_free(map);
4498         isl_space_free(dim);
4499         return NULL;
4500 }
4501
4502 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4503         __isl_take isl_space *dim)
4504 {
4505         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4506 }
4507
4508 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4509  */
4510 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4511 {
4512         isl_space *space;
4513         unsigned n;
4514
4515         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4516                 return bset;
4517
4518         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4519         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4520         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4521         space = isl_space_params(space);
4522         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4523         return bset;
4524 }
4525
4526 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4527  */
4528 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4529         __isl_take isl_basic_set *bset)
4530 {
4531         isl_space *space;
4532         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4533         space = isl_space_set_from_params(space);
4534         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4535         return bset;
4536 }
4537
4538 /* Compute the parameter domain of the given set.
4539  */
4540 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4541 {
4542         isl_space *space;
4543         unsigned n;
4544
4545         if (isl_set_is_params(set))
4546                 return set;
4547
4548         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4549         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4550         space = isl_set_get_space(set);
4551         space = isl_space_params(space);
4552         set = isl_set_reset_space(set, space);
4553         return set;
4554 }
4555
4556 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4557  */
4558 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4559 {
4560         isl_space *space;
4561         space = isl_set_get_space(set);
4562         space = isl_space_set_from_params(space);
4563         set = isl_set_reset_space(set, space);
4564         return set;
4565 }
4566
4567 /* Compute the parameter domain of the given map.
4568  */
4569 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4570 {
4571         isl_space *space;
4572         unsigned n;
4573
4574         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4575         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4576         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4577         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4578         space = isl_map_get_space(map);
4579         space = isl_space_params(space);
4580         map = isl_map_reset_space(map, space);
4581         return map;
4582 }
4583
4584 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4585 {
4586         isl_space *dim;
4587         struct isl_basic_set *domain;
4588         unsigned n_in;
4589         unsigned n_out;
4590
4591         if (!bmap)
4592                 return NULL;
4593         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4594
4595         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4596         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4597         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4598         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4599
4600         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4601
4602         return domain;
4603 }
4604
4605 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4606 {
4607         if (!bmap)
4608                 return -1;
4609         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4610 }
4611
4612 /* Is this basic map actually a set?
4613  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4614  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4615  */
4616 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4617 {
4618         if (!bmap)
4619                 return -1;
4620         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4621 }
4622
4623 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4624 {
4625         if (!bmap)
4626                 return NULL;
4627         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4628                 return bmap;
4629         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4630 }
4631
4632 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4633         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4634 {
4635         int i, k;
4636         isl_space *dim;
4637         isl_basic_map *domain;
4638         int nparam, n_in, n_out;
4639         unsigned total;
4640
4641         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4642         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4643         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4644
4645         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4646         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4647
4648         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4649         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4650         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4651
4652         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4653
4654         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4655                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4656                 if (k < 0)
4657                         goto error;
4658                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4659                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4660                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4661         }
4662
4663         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4665 error:
4666         isl_basic_map_free(bmap);
4667         return NULL;
4668 }
4669
4670 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4671         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4672 {
4673         int i, k;
4674         isl_space *dim;
4675         isl_basic_map *range;
4676         int nparam, n_in, n_out;
4677         unsigned total;
4678
4679         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4680         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4681         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4682
4683         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4684         range = isl_basic_map_universe(dim);
4685
4686         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4687         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4688         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4689
4690         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4691
4692         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4693                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4694                 if (k < 0)
4695                         goto error;
4696                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4697                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4698                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4699         }
4700
4701         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4702         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4703 error:
4704         isl_basic_map_free(bmap);
4705         return NULL;
4706 }
4707
4708 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4709 {
4710         if (!map)
4711                 return -1;
4712         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4713 }
4714
4715 /* Is this map actually a set?
4716  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4717  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4718  */
4719 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4720 {
4721         if (!map)
4722                 return -1;
4723         return isl_space_is_set(map->dim);
4724 }
4725
4726 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4727 {
4728         int i;
4729         struct isl_set *set;
4730
4731         if (!map)
4732                 goto error;
4733         if (isl_map_is_set(map))
4734                 return (isl_set *)map;
4735
4736         map = isl_map_cow(map);
4737         if (!map)
4738                 goto error;
4739
4740         set = (struct isl_set *) map;
4741         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4742         if (!set->dim)
4743                 goto error;
4744         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4745                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4746                 if (!set->p[i])
4747                         goto error;
4748         }
4749         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4750         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4751         return set;
4752 error:
4753         isl_map_free(map);
4754         return NULL;
4755 }
4756
4757 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4758 {
4759         int i;
4760         isl_space *domain_dim;
4761
4762         map = isl_map_cow(map);
4763         if (!map)
4764                 return NULL;
4765
4766         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4767         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4768         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4769         if (!map->dim)
4770                 goto error;
4771         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4772                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4773                 if (!map->p[i])
4774                         goto error;
4775         }
4776         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4777         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4778         return map;
4779 error:
4780         isl_map_free(map);
4781         return NULL;
4782 }
4783
4784 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4785 {
4786         int i;
4787         isl_space *range_dim;
4788
4789         map = isl_map_cow(map);
4790         if (!map)
4791                 return NULL;
4792
4793         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4794         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4795         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4796         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4797         if (!map->dim)
4798                 goto error;
4799         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4800                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4801                 if (!map->p[i])
4802                         goto error;
4803         }
4804         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4805         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4806         return map;
4807 error:
4808         isl_map_free(map);
4809         return NULL;
4810 }
4811
4812 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4813         __isl_take isl_space *dim)
4814 {
4815         int i;
4816         struct isl_map *map = NULL;
4817
4818         set = isl_set_cow(set);
4819         if (!set || !dim)
4820                 goto error;
4821         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4822         map = (struct isl_map *)set;
4823         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4824                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4825                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4826                 if (!map->p[i])
4827                         goto error;
4828         }
4829         isl_space_free(map->dim);
4830         map->dim = dim;
4831         return map;
4832 error:
4833         isl_space_free(dim);
4834         isl_set_free(set);
4835         return NULL;
4836 }
4837
4838 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4839         __isl_take isl_basic_set *bset)
4840 {
4841         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4842 }
4843
4844 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4845         __isl_take isl_basic_set *bset)
4846 {
4847         isl_space *space;
4848         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4849         space = isl_space_from_range(space);
4850         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4851         return (isl_basic_map *)bset;
4852 }
4853
4854 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4855 {
4856         isl_space *space;
4857         space = isl_set_get_space(set);
4858         space = isl_space_from_range(space);
4859         set = isl_set_reset_space(set, space);
4860         return (struct isl_map *)set;
4861 }
4862
4863 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4864 {
4865         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4866 }
4867
4868 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4869         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4870 {
4871         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4872 }
4873
4874 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4875         __isl_take isl_set *range)
4876 {
4877         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4878 }
4879
4880 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4881 {
4882         int i;
4883         struct isl_set *set = NULL;
4884
4885         if (!map)
4886                 return NULL;
4887         map = isl_map_cow(map);
4888         if (!map)
4889                 return NULL;
4890         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4891         if (!map->dim)
4892                 goto error;
4893         set = (struct isl_set *)map;
4894         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4895                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4896                 if (!set->p[i])
4897                         goto error;
4898         }
4899         return set;
4900 error:
4901         isl_map_free(map);
4902         return NULL;
4903 }
4904
4905 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4906         unsigned flags)
4907 {
4908         struct isl_map *map;
4909
4910         if (!dim)
4911                 return NULL;
4912         if (n < 0)
4913                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4914                         "negative number of basic maps", goto error);
4915         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4916                         sizeof(struct isl_map) +
4917                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4918         if (!map)
4919                 goto error;
4920
4921         map->ctx = dim->ctx;
4922         isl_ctx_ref(map->ctx);
4923         map->ref = 1;
4924         map->size = n;
4925         map->n = 0;
4926         map->dim = dim;
4927         map->flags = flags;
4928         return map;
4929 error:
4930         isl_space_free(dim);
4931         return NULL;
4932 }
4933
4934 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4935                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4936                 unsigned flags)
4937 {
4938         struct isl_map *map;
4939         isl_space *dims;
4940
4941         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4942         if (!dims)
4943                 return NULL;
4944
4945         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4946         return map;
4947 }
4948
4949 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4950 {
4951         struct isl_basic_map *bmap;
4952         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4953         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4954         return bmap;
4955 }
4956
4957 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4958 {
4959         struct isl_basic_set *bset;
4960         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4961         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4962         return bset;
4963 }
4964
4965 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4966 {
4967         struct isl_basic_map *bmap;
4968         if (!model)
4969                 return NULL;
4970         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4971         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4972         return bmap;
4973 }
4974
4975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4976 {
4977         struct isl_basic_map *bmap;
4978         if (!model)
4979                 return NULL;
4980         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4981         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4982         return bmap;
4983 }
4984
4985 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4986 {
4987         struct isl_basic_set *bset;
4988         if (!model)
4989                 return NULL;
4990         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4991         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4992         return bset;
4993 }
4994
4995 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4996 {
4997         struct isl_basic_map *bmap;
4998         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4999         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5000         return bmap;
5001 }
5002
5003 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5004 {
5005         struct isl_basic_set *bset;
5006         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5007         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5008         return bset;
5009 }
5010
5011 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5012 {
5013         int i;
5014         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5015         isl_basic_map *bmap;
5016
5017         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5018         for (i = 0; i < total; ++i) {
5019                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5020                 if (k < 0)
5021                         goto error;
5022                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5023                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5024         }
5025         return bmap;
5026 error:
5027         isl_basic_map_free(bmap);
5028         return NULL;
5029 }
5030
5031 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5032 {
5033         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5034 }
5035
5036 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5037 {
5038         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5039 }
5040
5041 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5042 {
5043         return isl_map_nat_universe(dim);
5044 }
5045
5046 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5047                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5048 {
5049         if (!model)
5050                 return NULL;
5051         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5052 }
5053
5054 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5055 {
5056         if (!model)
5057                 return NULL;
5058         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5059 }
5060
5061 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5062         __isl_keep isl_set *model)
5063 {
5064         if (!model)
5065                 return NULL;
5066         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5067 }
5068
5069 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5070 {
5071         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5072 }
5073
5074 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5075 {
5076         if (!model)
5077                 return NULL;
5078         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5079 }
5080
5081 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5082 {
5083         if (!model)
5084                 return NULL;
5085         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5086 }
5087
5088 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5089 {
5090         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5091 }
5092
5093 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5094 {
5095         if (!model)
5096                 return NULL;
5097         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5098 }
5099
5100 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5101 {
5102         struct isl_map *map;
5103         if (!dim)
5104                 return NULL;
5105         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5106         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5107         return map;
5108 }
5109
5110 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5111 {
5112         struct isl_set *set;
5113         if (!dim)
5114                 return NULL;
5115         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5116         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5117         return set;
5118 }
5119
5120 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5121 {
5122         if (!model)
5123                 return NULL;
5124         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5125 }
5126
5127 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5128 {
5129         int i;
5130         struct isl_map *dup;
5131
5132         if (!map)
5133                 return NULL;
5134         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5135         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5136                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5137         return dup;
5138 }
5139
5140 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5141                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5142 {
5143         if (!bmap || !map)
5144                 goto error;
5145         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5146                 isl_basic_map_free(bmap);
5147                 return map;
5148         }
5149         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5150         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5151         map->p[map->n] = bmap;
5152         map->n++;
5153         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5154         return map;
5155 error:
5156         if (map)
5157                 isl_map_free(map);
5158         if (bmap)
5159                 isl_basic_map_free(bmap);
5160         return NULL;
5161 }
5162
5163 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5164 {
5165         int i;
5166
5167         if (!map)
5168                 return NULL;
5169
5170         if (--map->ref > 0)
5171                 return NULL;
5172
5173         isl_ctx_deref(map->ctx);
5174         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5175                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5176         isl_space_free(map->dim);
5177         free(map);
5178
5179         return NULL;
5180 }
5181
5182 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5183                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5184 {
5185         int i;
5186
5187         base = isl_map_cow(base);
5188         if (!base)
5189                 return NULL;
5190
5191         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5192         if (!base->dim)
5193                 goto error;
5194         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5195                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5196                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5197                 if (!base->p[i])
5198                         goto error;
5199         }
5200         return base;
5201 error:
5202         isl_map_free(base);
5203         return NULL;
5204 }
5205
5206 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5207                 unsigned nparam, unsigned dim)
5208 {
5209         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5210                                                         nparam, 0, dim);
5211 }
5212
5213 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5214         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5215 {
5216         int j;
5217
5218         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5219         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5220         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5221         if (j < 0)
5222                 goto error;
5223         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5224         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5225         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5226         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5227         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5228 error:
5229         isl_basic_map_free(bmap);
5230         return NULL;
5231 }
5232
5233 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5234         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5235 {
5236         int j;
5237
5238         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5239         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5240         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5241         if (j < 0)
5242                 goto error;
5243         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5244         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5245         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5246         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5247         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5248 error:
5249         isl_basic_map_free(bmap);
5250         return NULL;
5251 }
5252
5253 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5254                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5255 {
5256         if (!bmap)
5257                 return NULL;
5258         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5259         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5260                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5261 error:
5262         isl_basic_map_free(bmap);
5263         return NULL;
5264 }
5265
5266 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5267                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5268 {
5269         if (!bmap)
5270                 return NULL;
5271         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5272         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5273                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5274 error:
5275         isl_basic_map_free(bmap);
5276         return NULL;
5277 }
5278
5279 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5280                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5281 {
5282         return (struct isl_basic_set *)
5283                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5284                                         type, pos, value);
5285 }
5286
5287 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5288                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5289 {
5290         return (struct isl_basic_set *)
5291                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5292                                         type, pos, value);
5293 }
5294
5295 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5296                 unsigned input, int value)
5297 {
5298         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5299 }
5300
5301 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5302                 unsigned dim, int value)
5303 {
5304         return (struct isl_basic_set *)
5305                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5306                                         isl_dim_set, dim, value);
5307 }
5308
5309 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5310 {
5311         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5312
5313         if (empty < 0)
5314                 return -1;
5315         if (!empty)
5316                 return 0;
5317
5318         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5319         if (i != map->n - 1) {
5320                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5321                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5322         }
5323         map->n--;
5324
5325         return 0;
5326 }
5327
5328 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5329                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5330 {
5331         int i;
5332
5333         map = isl_map_cow(map);
5334         if (!map)
5335                 return NULL;
5336
5337         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5338         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5339                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5340                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5341                         goto error;
5342         }
5343         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5344         return map;
5345 error:
5346         isl_map_free(map);
5347         return NULL;
5348 }
5349
5350 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5351                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5352 {
5353         return (struct isl_set *)
5354                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5355 }
5356
5357 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5358                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5359 {
5360         int i;
5361
5362         map = isl_map_cow(map);
5363         if (!map)
5364                 return NULL;
5365
5366         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5367         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5368                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5369                 if (!map->p[i])
5370                         goto error;
5371         }
5372         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5373         return map;
5374 error:
5375         isl_map_free(map);
5376         return NULL;
5377 }
5378
5379 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5380                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5381 {
5382         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5383 }
5384
5385 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5386                 unsigned input, int value)
5387 {
5388         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5389 }
5390
5391 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5392 {
5393         return (struct isl_set *)
5394                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5395 }
5396
5397 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5398         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5399         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5400 {
5401         int j;
5402
5403         if (!bmap)
5404                 return NULL;
5405         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5406         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5407         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5408         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5409         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5410         if (j < 0)
5411                 goto error;
5412         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5413         if (upper) {
5414                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5415                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5416         } else {
5417                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5418                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5419         }
5420         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5421         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5422 error:
5423         isl_basic_map_free(bmap);
5424         return NULL;
5425 }
5426
5427 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5428         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5429         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5430 {
5431         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5432 }
5433
5434 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5435  */
5436 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5437         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5438         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5439 {
5440         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5441 }
5442
5443 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5444         unsigned dim, isl_int value)
5445 {
5446         int j;
5447
5448         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5449         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5450         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5451         if (j < 0)
5452                 goto error;
5453         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5454         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5455         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5456         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5457         return isl_basic_set_finalize(bset);
5458 error:
5459         isl_basic_set_free(bset);
5460         return NULL;
5461 }
5462
5463 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5464         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5465 {
5466         int i;
5467
5468         map = isl_map_cow(map);
5469         if (!map)
5470                 return NULL;
5471
5472         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5473         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5474                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5475                                                  type, pos, value, upper);
5476                 if (!map->p[i])
5477                         goto error;
5478         }
5479         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5480         return map;
5481 error:
5482         isl_map_free(map);
5483         return NULL;
5484 }
5485
5486 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5487         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5488 {
5489         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5490 }
5491
5492 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5493         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5494 {
5495         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5496 }
5497
5498 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5499                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5500 {
5501         return (struct isl_set *)
5502                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5503 }
5504
5505 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5506         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5507 {
5508         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5509 }
5510
5511 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5512  * is set) to "value".
5513  */
5514 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5515         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5516         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5517 {
5518         int j;
5519
5520         if (!bmap)
5521                 return NULL;
5522         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5523                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5524                         "index out of bounds", goto error);
5525         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5526         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5527         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5528         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5529         if (j < 0)
5530                 goto error;
5531         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5532         if (upper) {
5533                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5534                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5535         } else {
5536                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5537                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5538         }
5539         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5540         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5541 error:
5542         isl_basic_map_free(bmap);
5543         return NULL;
5544 }
5545
5546 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5547  * is set) to "value".
5548  */
5549 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5550         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5551 {
5552         int i;
5553
5554         map = isl_map_cow(map);
5555         if (!map)
5556                 return NULL;
5557
5558         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5559                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5560                         "index out of bounds", goto error);
5561         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5562                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5563                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5564                         goto error;
5565         }
5566         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5567         return map;
5568 error:
5569         isl_map_free(map);
5570         return NULL;
5571 }
5572
5573 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5574         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5575 {
5576         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5577 }
5578
5579 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5580         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5581 {
5582         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5583 }
5584
5585 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5586         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5587 {
5588         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5589 }
5590
5591 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5592         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5593 {
5594         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5595 }
5596
5597 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5598                                         isl_int value)
5599 {
5600         int i;
5601
5602         set = isl_set_cow(set);
5603         if (!set)
5604                 return NULL;
5605
5606         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5607         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5608                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5609                 if (!set->p[i])
5610                         goto error;
5611         }
5612         return set;
5613 error:
5614         isl_set_free(set);
5615         return NULL;
5616 }
5617
5618 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5619 {
5620         int i;
5621
5622         map = isl_map_cow(map);
5623         if (!map)
5624                 return NULL;
5625
5626         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5627         if (!map->dim)
5628                 goto error;
5629         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5630                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5631                 if (!map->p[i])
5632                         goto error;
5633         }
5634         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5635         return map;
5636 error:
5637         isl_map_free(map);
5638         return NULL;
5639 }
5640
5641 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5642                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5643                 struct isl_set **empty, int max)
5644 {
5645         if (!bmap)
5646                 goto error;
5647         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5648                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5649         else
5650                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5651 error:
5652         isl_basic_map_free(bmap);
5653         isl_basic_set_free(dom);
5654         if (empty)
5655                 *empty = NULL;
5656         return NULL;
5657 }
5658
5659 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5660                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5661                 struct isl_set **empty)
5662 {
5663         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5664 }
5665
5666 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5667                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5668                 struct isl_set **empty)
5669 {
5670         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5671 }
5672
5673 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5674                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5675                 struct isl_set **empty)
5676 {
5677         return (struct isl_set *)
5678                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5679                         dom, empty);
5680 }
5681
5682 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5683                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5684                 struct isl_set **empty)
5685 {
5686         return (struct isl_set *)
5687                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5688                         dom, empty);
5689 }
5690
5691 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5692         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5693         __isl_give isl_set **empty)
5694 {
5695         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5696 }
5697
5698 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5699         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5700         __isl_give isl_set **empty)
5701 {
5702         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5703 }
5704
5705 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5706         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5707         __isl_give isl_set **empty)
5708 {
5709         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5710 }
5711
5712 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5713         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5714         __isl_give isl_set **empty)
5715 {
5716         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5717 }
5718
5719 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5720         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5721 {
5722         isl_basic_set *dom = NULL;
5723         isl_space *dom_space;
5724
5725         if (!bmap)
5726                 goto error;
5727         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5728         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5729         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5730 error:
5731         isl_basic_map_free(bmap);
5732         return NULL;
5733 }
5734
5735 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5736         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5737 {
5738         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5739 }
5740
5741 #undef TYPE
5742 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5743 #undef SUFFIX
5744 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5745 #undef EMPTY
5746 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5747 #undef ADD
5748 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5749 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5750
5751 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5752  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5753  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5754  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5755  *
5756  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5757  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5758  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5759  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5760  * update both "res" and "todo".
5761  */
5762 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5763         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5764         __isl_give isl_set **empty, int max)
5765 {
5766         int i;
5767         isl_pw_multi_aff *res;
5768         isl_set *todo;
5769
5770         if (!map || !dom)
5771                 goto error;
5772
5773         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5774                 if (empty)
5775                         *empty = dom;
5776                 else
5777                         isl_set_free(dom);
5778                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5779         }
5780
5781         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5782                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5783                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5784
5785         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5786                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5787                 isl_set *todo_i;
5788
5789                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5790                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5791                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5792
5793                 if (max)
5794                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5795                 else
5796                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5797
5798                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5799         }
5800
5801         isl_set_free(dom);
5802         isl_map_free(map);
5803
5804         if (empty)
5805                 *empty = todo;
5806         else
5807                 isl_set_free(todo);
5808
5809         return res;
5810 error:
5811         if (empty)
5812                 *empty = NULL;
5813         isl_set_free(dom);
5814         isl_map_free(map);
5815         return NULL;
5816 }
5817
5818 #undef TYPE
5819 #define TYPE    isl_map
5820 #undef SUFFIX
5821 #define SUFFIX
5822 #undef EMPTY
5823 #define EMPTY   isl_map_empty
5824 #undef ADD
5825 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5826 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5827
5828 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5829  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5830  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5831  *
5832  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5833  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5834  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5835  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5836  * update both "res" and "todo".
5837  *
5838  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5839  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5840  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5841  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5842  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5843  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5844  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5845  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5846  * for the ith basic map, i.e.,
5847  *
5848  *      todo^i = todo^k * todo_i
5849  *
5850  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5851  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5852  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5853  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5854  * the lexicographic order.)
5855  * In practice, we compute
5856  *
5857  *      res^k * (res_i . "<=")
5858  *
5859  * and
5860  *
5861  *      res_i * (res^k . "<")
5862  *
5863  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5864  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5865  * that one, i.e.,
5866  *
5867  *      res^k * todo_i
5868  * and
5869  *      res_i * todo^k
5870  *
5871  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5872  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5873  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5874  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5875  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5876  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5877  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5878  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5879  * the previous basic maps.
5880  */
5881 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5882                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5883                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5884 {
5885         int i;
5886         struct isl_map *res;
5887         struct isl_set *todo;
5888
5889         if (!map || !dom)
5890                 goto error;
5891
5892         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5893                 if (empty)
5894                         *empty = dom;
5895                 else
5896                         isl_set_free(dom);
5897                 return map;
5898         }
5899
5900         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5901                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5902
5903         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5904                 isl_map *lt, *le;
5905                 isl_map *res_i;
5906                 isl_set *todo_i;
5907                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5908
5909                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5910                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5911
5912                 if (max) {
5913                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5914                         le = isl_map_lex_le(dim);
5915                 } else {
5916                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5917                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5918                 }
5919                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5920                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5921                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5922                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5923
5924                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5925                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5926                                                         isl_set_copy(todo_i));
5927                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5928                                                         isl_set_copy(todo));
5929                 }
5930
5931                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5932                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5933                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5934
5935                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5936         }
5937
5938         isl_set_free(dom);
5939         isl_map_free(map);
5940
5941         if (empty)
5942                 *empty = todo;
5943         else
5944                 isl_set_free(todo);
5945
5946         return res;
5947 error:
5948         if (empty)
5949                 *empty = NULL;
5950         isl_set_free(dom);
5951         isl_map_free(map);
5952         return NULL;
5953 }
5954
5955 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5956                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5957                 __isl_give isl_set **empty)
5958 {
5959         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5960 }
5961
5962 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5963                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5964                 __isl_give isl_set **empty)
5965 {
5966         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5967 }
5968
5969 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5970                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5971                 __isl_give isl_set **empty)
5972 {
5973         return (struct isl_set *)
5974                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5975                         dom, empty);
5976 }
5977
5978 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5979                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5980                 __isl_give isl_set **empty)
5981 {
5982         return (struct isl_set *)
5983                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5984                         dom, empty);
5985 }
5986
5987 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5988 {
5989         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5990         isl_space *dom_dim;
5991
5992         if (!bmap)
5993                 goto error;
5994         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5995         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5996         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5997 error:
5998         isl_basic_map_free(bmap);
5999         return NULL;
6000 }
6001
6002 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6003 {
6004         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6005 }
6006
6007 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6008 {
6009         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6010 }
6011
6012 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6013 {
6014         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6015 }
6016
6017 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6018 {
6019         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6020 }
6021
6022 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6023 {
6024         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6025 }
6026
6027 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6028 {
6029         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6030 }
6031
6032 /* Extract the first and only affine expression from list
6033  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6034  * This domain is known to be disjoint from other domains
6035  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6036  */
6037 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6038         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6039 {
6040         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6041         isl_aff *aff;
6042         isl_pw_aff **pwaff = user;
6043         isl_pw_aff *pwaff_i;
6044
6045         if (!list)
6046                 goto error;
6047         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6048                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6049                         "expecting single element list", goto error);
6050
6051         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6052         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6053
6054         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6055
6056         isl_aff_list_free(list);
6057
6058         return 0;
6059 error:
6060         isl_basic_set_free(dom);
6061         isl_aff_list_free(list);
6062         return -1;
6063 }
6064
6065 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6066  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6067  *
6068  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6069  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6070  */
6071 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6072         int max)
6073 {
6074         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6075         isl_pw_aff *pwaff;
6076         int r;
6077
6078         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6079         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6080         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6081
6082         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6083         if (r < 0)
6084                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6085
6086         return pwaff;
6087 }
6088
6089 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6090  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6091  * but independently of the other output dimensions.
6092  *
6093  * We first project out the other output dimension and then compute
6094  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6095  * using isl_pw_aff_union_max.
6096  */
6097 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6098         int max)
6099 {
6100         int i;
6101         isl_pw_aff *pwaff;
6102         unsigned n_out;
6103
6104         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6105         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6106         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6107         if (!map)
6108                 return NULL;
6109
6110         if (map->n == 0) {
6111                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6112                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6113                 isl_map_free(map);
6114                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6115         }
6116
6117         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6118         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6119                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6120
6121                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6122                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6123         }
6124
6125         isl_map_free(map);
6126
6127         return pwaff;
6128 }
6129
6130 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6131  * parameters and input dimensions, but independently of
6132  * the other output dimensions.
6133  */
6134 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6135 {
6136         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6137 }
6138
6139 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6140  * as a function of the parameters,
6141  * but independently of the other set dimensions.
6142  */
6143 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6144         int max)
6145 {
6146         return map_dim_opt(set, pos, max);
6147 }
6148
6149 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6150  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6151  */
6152 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6153 {
6154         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6155 }
6156
6157 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6158  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6159  */
6160 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6161 {
6162         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6163 }
6164
6165 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6166  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6167  */
6168 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6169         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6170 {
6171         unsigned nparam;
6172
6173         if (!bset || !mat)
6174                 goto error;
6175
6176         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6177         if (!bset->dim)
6178                 goto error;
6179
6180         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6181
6182         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6183
6184         bset->dim->nparam = 0;
6185         bset->dim->n_out = nparam;
6186         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6187         if (bset) {
6188                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6189                 bset->dim->n_out = 0;
6190         }
6191         return bset;
6192 error:
6193         isl_mat_free(mat);
6194         isl_basic_set_free(bset);
6195         return NULL;
6196 }
6197
6198 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6199  * set is assumed to have only parameters and divs.
6200  */
6201 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6202         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6203 {
6204         isl_space *dim = NULL;
6205         unsigned nparam;
6206
6207         if (!set || !mat)
6208                 goto error;
6209
6210         dim = isl_space_copy(set->dim);
6211         dim = isl_space_cow(dim);
6212         if (!dim)
6213                 goto error;
6214
6215         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6216
6217         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6218
6219         dim->nparam = 0;
6220         dim->n_out = nparam;
6221         isl_set_reset_space(set, dim);
6222         set = isl_set_preimage(set, mat);
6223         if (!set)
6224                 goto error2;
6225         dim = isl_space_copy(set->dim);
6226         dim = isl_space_cow(dim);
6227         if (!dim)
6228                 goto error2;
6229         dim->nparam = dim->n_out;
6230         dim->n_out = 0;
6231         isl_set_reset_space(set, dim);
6232         return set;
6233 error:
6234         isl_space_free(dim);
6235         isl_mat_free(mat);
6236 error2:
6237         isl_set_free(set);
6238         return NULL;
6239 }
6240
6241 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6242  * equalities in "eq".
6243  */
6244 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6245         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6246 {
6247         int i, k;
6248         unsigned len;
6249
6250         if (!bset || !eq)
6251                 goto error;
6252
6253         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6254                                         eq->n_row, 0);
6255         if (!bset)
6256                 goto error;
6257
6258         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6259         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6260                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6261                 if (k < 0)
6262                         goto error;
6263                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6264                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6265         }
6266         isl_mat_free(eq);
6267
6268         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6269         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6270
6271         return bset;
6272 error:
6273         isl_mat_free(eq);
6274         isl_basic_set_free(bset);
6275         return NULL;
6276 }
6277
6278 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6279  * equalities in "eq".
6280  */
6281 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6282         struct isl_mat *eq)
6283 {
6284         int i;
6285
6286         if (!set || !eq)
6287                 goto error;
6288
6289         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6290                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6291                                         isl_mat_copy(eq));
6292                 if (!set->p[i])
6293                         goto error;
6294         }
6295         isl_mat_free(eq);
6296         return set;
6297 error:
6298         isl_mat_free(eq);
6299         isl_set_free(set);
6300         return NULL;
6301 }
6302
6303 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6304  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6305  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6306  * The output has the same parameters, but only
6307  * explicit existentially quantified variables.
6308  *
6309  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6310  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6311  * among the parameters by performing a variable compression on
6312  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6313  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6314  */
6315 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6316 {
6317         int i, j;
6318         struct isl_mat *eq;
6319         struct isl_mat *T, *T2;
6320         struct isl_set *set;
6321         unsigned nparam, n_div;
6322
6323         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6324         if (!bset)
6325                 return NULL;
6326
6327         if (bset->n_eq == 0)
6328                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6329
6330         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6331
6332         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6333         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6334
6335         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6336                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6337                         ++i;
6338         }
6339         if (i == bset->n_eq)
6340                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6341
6342         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6343                 0, 1 + nparam);
6344         eq = isl_mat_cow(eq);
6345         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6346         if (T && T->n_col == 0) {
6347                 isl_mat_free(T);
6348                 isl_mat_free(T2);
6349                 isl_mat_free(eq);
6350                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6351                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6352         }
6353         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6354
6355         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6356         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6357         set = set_append_equalities(set, eq);
6358         return set;
6359 }
6360
6361 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6362  * quantified variables.
6363  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6364  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6365  * no input or output dimensions and the dimension specification
6366  * is reset to that of the input.
6367  */
6368 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6369 {
6370         struct isl_basic_set *bset;
6371         struct isl_set *set;
6372         struct isl_map *map;
6373         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6374         unsigned         nparam;
6375         unsigned         n_in;
6376         unsigned         n_out;
6377
6378         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6379         if (!bmap)
6380                 return NULL;
6381
6382         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6383         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6384         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6385         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6386         if (!dim)
6387                 goto error;
6388
6389         orig_dim = bmap->dim;
6390         bmap->dim = dim;
6391         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6392
6393         set = parameter_compute_divs(bset);
6394         map = (struct isl_map *)set;
6395         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6396
6397         return map;
6398 error:
6399         isl_basic_map_free(bmap);
6400         return NULL;
6401 }
6402
6403 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6404 {
6405         int i;
6406         unsigned off;
6407
6408         if (!bmap)
6409                 return -1;
6410
6411         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6412         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6413                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6414                         return 0;
6415                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6416                                 return -1);
6417         }
6418         return 1;
6419 }
6420
6421 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6422 {
6423         int i;
6424
6425         if (!map)
6426                 return -1;
6427
6428         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6429                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6430                 if (known <= 0)
6431                         return known;
6432         }
6433
6434         return 1;
6435 }
6436
6437 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6438  * expressions for them.  However, this computation may be
6439  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6440  * strictly needed.
6441  */
6442 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6443 {
6444         int known;
6445         struct isl_map *map;
6446
6447         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6448         if (known < 0)
6449                 goto error;
6450         if (known)
6451                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6452
6453         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6454
6455         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6456         if (known < 0)
6457                 goto error;
6458         if (known)
6459                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6460
6461         map = compute_divs(bmap);
6462         return map;
6463 error:
6464         isl_basic_map_free(bmap);
6465         return NULL;
6466 }
6467
6468 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6469 {
6470         int i;
6471         int known;
6472         struct isl_map *res;
6473
6474         if (!map)
6475                 return NULL;
6476         if (map->n == 0)
6477                 return map;
6478
6479         known = map_divs_known(map);
6480         if (known < 0) {
6481                 isl_map_free(map);
6482                 return NULL;
6483         }
6484         if (known)
6485                 return map;
6486
6487         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6488         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6489                 struct isl_map *r2;
6490                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6491                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6492                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6493                 else
6494                         res = isl_map_union(res, r2);
6495         }
6496         isl_map_free(map);
6497
6498         return res;
6499 }
6500
6501 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6502 {
6503         return (struct isl_set *)
6504                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6505 }
6506
6507 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6508 {
6509         return (struct isl_set *)
6510                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6511 }
6512
6513 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6514 {
6515         int i;
6516         struct isl_set *set;
6517
6518         if (!map)
6519                 goto error;
6520
6521         map = isl_map_cow(map);
6522         if (!map)
6523                 return NULL;
6524
6525         set = (struct isl_set *)map;
6526         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6527         if (!set->dim)
6528                 goto error;
6529         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6530                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6531                 if (!set->p[i])
6532                         goto error;
6533         }
6534         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6535         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6536         return set;
6537 error:
6538         isl_map_free(map);
6539         return NULL;
6540 }
6541
6542 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6543  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6544  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6545  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6546  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6547  * may not be disjoint.
6548  *
6549  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6550  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6551  */
6552 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6553         __isl_take isl_map *map2)
6554 {
6555         int i;
6556         unsigned flags = 0;
6557         struct isl_map *map = NULL;
6558         int is_universe;
6559
6560         if (!map1 || !map2)
6561                 goto error;
6562
6563         if (map1->n == 0) {
6564                 isl_map_free(map1);
6565                 return map2;
6566         }
6567         if (map2->n == 0) {
6568                 isl_map_free(map2);
6569                 return map1;
6570         }
6571
6572         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6573         if (is_universe < 0)
6574                 goto error;
6575         if (is_universe) {
6576                 isl_map_free(map2);
6577                 return map1;
6578         }
6579
6580         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6581         if (is_universe < 0)
6582                 goto error;
6583         if (is_universe) {
6584                 isl_map_free(map1);
6585                 return map2;
6586         }
6587
6588         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6589
6590         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6591             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6592                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6593
6594         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6595                                 map1->n + map2->n, flags);
6596         if (!map)
6597                 goto error;
6598         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6599                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6600                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6601                 if (!map)
6602                         goto error;
6603         }
6604         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6605                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6606                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6607                 if (!map)
6608                         goto error;
6609         }
6610         isl_map_free(map1);
6611         isl_map_free(map2);
6612         return map;
6613 error:
6614         isl_map_free(map);
6615         isl_map_free(map1);
6616         isl_map_free(map2);
6617         return NULL;
6618 }
6619
6620 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6621         __isl_take isl_map *map2)
6622 {
6623         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6624 }
6625
6626 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6627 {
6628         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6629         if (!map1)
6630                 return NULL;
6631         if (map1->n > 1)
6632                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6633         return map1;
6634 }
6635
6636 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6637                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6638 {
6639         return (struct isl_set *)
6640                 isl_map_union_disjoint(
6641                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6642 }
6643
6644 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6645 {
6646         return (struct isl_set *)
6647                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6648 }
6649
6650 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6651  * the results.
6652  *
6653  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6654  */
6655 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6656         __isl_take isl_set *set,
6657         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6658                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6659 {
6660         unsigned flags = 0;
6661         struct isl_map *result;
6662         int i, j;
6663
6664         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6665                 isl_set_free(set);
6666                 return map;
6667         }
6668
6669         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6670             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6671                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6672
6673         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6674                                         map->n * set->n, flags);
6675         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6676                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6677                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6678                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6679                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6680                         if (!result)
6681                                 break;
6682                 }
6683
6684         isl_map_free(map);
6685         isl_set_free(set);
6686         return result;
6687 }
6688
6689 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6690         __isl_take isl_set *set)
6691 {
6692         if (!map || !set)
6693                 goto error;
6694
6695         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6696                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6697                         "incompatible spaces", goto error);
6698
6699         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6700 error:
6701         isl_map_free(map);
6702         isl_set_free(set);
6703         return NULL;
6704 }
6705
6706 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6707         __isl_take isl_set *set)
6708 {
6709         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6710 }
6711
6712 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6713         __isl_take isl_set *set)
6714 {
6715         if (!map || !set)
6716                 goto error;
6717
6718         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6719                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6720                         "incompatible spaces", goto error);
6721
6722         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6723 error:
6724         isl_map_free(map);
6725         isl_set_free(set);
6726         return NULL;
6727 }
6728
6729 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6730         __isl_take isl_set *set)
6731 {
6732         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6733                                                 &map_intersect_domain);
6734 }
6735
6736 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6737         __isl_take isl_map *map2)
6738 {
6739         if (!map1 || !map2)
6740                 goto error;
6741         map1 = isl_map_reverse(map1);
6742         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6743         return isl_map_reverse(map1);
6744 error:
6745         isl_map_free(map1);
6746         isl_map_free(map2);
6747         return NULL;
6748 }
6749
6750 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6751         __isl_take isl_map *map2)
6752 {
6753         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6754 }
6755
6756 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6757         __isl_take isl_map *map2)
6758 {
6759         isl_space *dim_result;
6760         struct isl_map *result;
6761         int i, j;
6762
6763         if (!map1 || !map2)
6764                 goto error;
6765
6766         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6767                                   isl_space_copy(map2->dim));
6768
6769         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6770         if (!result)
6771                 goto error;
6772         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6773                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6774                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6775                             isl_basic_map_apply_range(
6776                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6777                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6778                         if (!result)
6779                                 goto error;
6780                 }
6781         isl_map_free(map1);
6782         isl_map_free(map2);
6783         if (result && result->n <= 1)
6784                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6785         return result;
6786 error:
6787         isl_map_free(map1);
6788         isl_map_free(map2);
6789         return NULL;
6790 }
6791
6792 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6793         __isl_take isl_map *map2)
6794 {
6795         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6796 }
6797
6798 /*
6799  * returns range - domain
6800  */
6801 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6802 {
6803         isl_space *dims, *target_dim;
6804         struct isl_basic_set *bset;
6805         unsigned dim;
6806         unsigned nparam;
6807         int i;
6808
6809         if (!bmap)
6810                 goto error;
6811         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6812                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6813                    goto error);
6814         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6815         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6816         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6817         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6818         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6819         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6820         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6821         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6822         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6823         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6824                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6825                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6826                 if (j < 0)
6827                         goto error;
6828                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6829                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6830                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6831                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6832         }
6833         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6834         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6835         return bset;
6836 error:
6837         isl_basic_map_free(bmap);
6838         return NULL;
6839 }
6840
6841 /*
6842  * returns range - domain
6843  */
6844 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6845 {
6846         int i;
6847         isl_space *dim;
6848         struct isl_set *result;
6849
6850         if (!map)
6851                 return NULL;
6852
6853         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6854                                                  map->dim, isl_dim_out),
6855                    goto error);
6856         dim = isl_map_get_space(map);
6857         dim = isl_space_domain(dim);
6858         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6859         if (!result)
6860                 goto error;
6861         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6862                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6863                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6864         isl_map_free(map);
6865         return result;
6866 error:
6867         isl_map_free(map);
6868         return NULL;
6869 }
6870
6871 /*
6872  * returns [domain -> range] -> range - domain
6873  */
6874 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6875         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6876 {
6877         int i, k;
6878         isl_space *dim;
6879         isl_basic_map *domain;
6880         int nparam, n;
6881         unsigned total;
6882
6883         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6884                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6885                         "domain and range don't match", goto error);
6886
6887         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6888         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6889
6890         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6891         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6892
6893         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6894         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6895         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6896
6897         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6898
6899         for (i = 0; i < n; ++i) {
6900                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6901                 if (k < 0)
6902                         goto error;
6903                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6904                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6905                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6906                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6907         }
6908
6909         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6910         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6911 error:
6912         isl_basic_map_free(bmap);
6913         return NULL;
6914 }
6915
6916 /*
6917  * returns [domain -> range] -> range - domain
6918  */
6919 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6920 {
6921         int i;
6922         isl_space *domain_dim;
6923
6924         if (!map)
6925                 return NULL;
6926
6927         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6928                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6929                         "domain and range don't match", goto error);
6930
6931         map = isl_map_cow(map);
6932         if (!map)
6933                 return NULL;
6934
6935         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6936         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6937         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6938         if (!map->dim)
6939                 goto error;
6940         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6941                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6942                 if (!map->p[i])
6943                         goto error;
6944         }
6945         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6946         return map;
6947 error:
6948         isl_map_free(map);
6949         return NULL;
6950 }
6951
6952 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6953 {
6954         struct isl_basic_map *bmap;
6955         unsigned nparam;
6956         unsigned dim;
6957         int i;
6958
6959         if (!dims)
6960                 return NULL;
6961
6962         nparam = dims->nparam;
6963         dim = dims->n_out;
6964         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6965         if (!bmap)
6966                 goto error;
6967
6968         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6969                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6970                 if (j < 0)
6971                         goto error;
6972                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6973                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6974                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6975         }
6976         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6977 error:
6978         isl_basic_map_free(bmap);
6979         return NULL;
6980 }
6981
6982 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6983 {
6984         if (!dim)
6985                 return NULL;
6986         if (dim->n_in != dim->n_out)
6987                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6988                         "number of input and output dimensions needs to be "
6989                         "the same", goto error);
6990         return basic_map_identity(dim);
6991 error:
6992         isl_space_free(dim);
6993         return NULL;
6994 }
6995
6996 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6997 {
6998         if (!model || !model->dim)
6999                 return NULL;
7000         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7001 }
7002
7003 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7004 {
7005         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7006 }
7007
7008 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7009 {
7010         if (!model || !model->dim)
7011                 return NULL;
7012         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7013 }
7014
7015 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7016 {
7017         if (!model || !model->dim)
7018                 return NULL;
7019         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7020 }
7021
7022 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7023 {
7024         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7025         isl_map *id;
7026         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7027         return isl_map_intersect_range(id, set);
7028 }
7029
7030 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7031  * values.
7032  */
7033 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7034         __isl_take isl_space *space)
7035 {
7036         int i;
7037         unsigned nparam;
7038         unsigned dim;
7039         struct isl_basic_set *bset;
7040
7041         if (!space)
7042                 return NULL;
7043         nparam = space->nparam;
7044         dim = space->n_out;
7045         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7046         if (!bset)
7047                 return NULL;
7048         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7049                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7050                 if (k < 0)
7051                         goto error;
7052                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7053                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7054         }
7055         return bset;
7056 error:
7057         isl_basic_set_free(bset);
7058         return NULL;
7059 }
7060
7061 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7062  */
7063 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7064         int pos)
7065 {
7066         int k;
7067         isl_basic_set *nonneg;
7068
7069         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7070         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7071         if (k < 0)
7072                 goto error;
7073         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7074         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7075
7076         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7077 error:
7078         isl_basic_set_free(nonneg);
7079         return NULL;
7080 }
7081
7082 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7083  */
7084 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7085 {
7086         int k;
7087         isl_basic_set *neg;
7088
7089         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7090         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7091         if (k < 0)
7092                 goto error;
7093         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7094         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7095         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7096
7097         return isl_basic_set_finalize(neg);
7098 error:
7099         isl_basic_set_free(neg);
7100         return NULL;
7101 }
7102
7103 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7104         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7105 {
7106         int i;
7107         isl_basic_set *nonneg;
7108         isl_basic_set *neg;
7109
7110         if (!set)
7111                 return NULL;
7112         if (n == 0)
7113                 return set;
7114
7115         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7116
7117         for (i = 0; i < n; ++i) {
7118                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7119                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7120                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7121                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7122
7123                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7124         }
7125
7126         return set;
7127 error:
7128         isl_set_free(set);
7129         return NULL;
7130 }
7131
7132 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7133         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7134         void *user)
7135 {
7136         isl_set *half;
7137
7138         if (!set)
7139                 return -1;
7140         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7141                 isl_set_free(set);
7142                 return 0;
7143         }
7144         if (first == len)
7145                 return fn(set, signs, user);
7146
7147         signs[first] = 1;
7148         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7149                                                         1 + first));
7150         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7151         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7152                 goto error;
7153
7154         signs[first] = -1;
7155         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7156                                                         1 + first));
7157         half = isl_set_intersect(half, set);
7158         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7159 error:
7160         isl_set_free(set);
7161         return -1;
7162 }
7163
7164 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7165  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7166  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7167  * to the sign of the corresponding variable.
7168  */
7169 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7170         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7171         void *user)
7172 {
7173         unsigned nparam;
7174         unsigned nvar;
7175         int *signs;
7176         int r;
7177
7178         if (!set)
7179                 return -1;
7180         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7181                 return 0;
7182
7183         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7184         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7185
7186         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7187
7188         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7189                             fn, user);
7190
7191         free(signs);
7192
7193         return r;
7194 }
7195
7196 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7197 {
7198         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7199 }
7200
7201 int isl_basic_map_is_subset(
7202                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7203 {
7204         int is_subset;
7205         struct isl_map *map1;
7206         struct isl_map *map2;
7207
7208         if (!bmap1 || !bmap2)
7209                 return -1;
7210
7211         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7212         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7213
7214         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7215
7216         isl_map_free(map1);
7217         isl_map_free(map2);
7218
7219         return is_subset;
7220 }
7221
7222 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7223         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7224 {
7225         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7226 }
7227
7228 int isl_basic_map_is_equal(
7229                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7230 {
7231         int is_subset;
7232
7233         if (!bmap1 || !bmap2)
7234                 return -1;
7235         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7236         if (is_subset != 1)
7237                 return is_subset;
7238         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7239         return is_subset;
7240 }
7241
7242 int isl_basic_set_is_equal(
7243                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7244 {
7245         return isl_basic_map_is_equal(
7246                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7247 }
7248
7249 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7250 {
7251         int i;
7252         int is_empty;
7253
7254         if (!map)
7255                 return -1;
7256         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7257                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7258                 if (is_empty < 0)
7259                         return -1;
7260                 if (!is_empty)
7261                         return 0;
7262         }
7263         return 1;
7264 }
7265
7266 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7267 {
7268         return map ? map->n == 0 : -1;
7269 }
7270
7271 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7272 {
7273         return isl_map_plain_is_empty(map);
7274 }
7275
7276 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7277 {
7278         return set ? set->n == 0 : -1;
7279 }
7280
7281 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7282 {
7283         return isl_set_plain_is_empty(set);
7284 }
7285
7286 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7287 {
7288         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7289 }
7290
7291 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7292 {
7293         if (!map1 || !map2)
7294                 return -1;
7295
7296         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7297 }
7298
7299 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7300 {
7301         if (!set1 || !set2)
7302                 return -1;
7303
7304         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7305 }
7306
7307 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7308 {
7309         int is_subset;
7310
7311         if (!map1 || !map2)
7312                 return -1;
7313         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7314         if (is_subset != 1)
7315                 return is_subset;
7316         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7317         return is_subset;
7318 }
7319
7320 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7321 {
7322         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7323 }
7324
7325 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7326                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7327 {
7328         int is_subset;
7329
7330         if (!bmap1 || !bmap2)
7331                 return -1;
7332         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7333         if (is_subset != 1)
7334                 return is_subset;
7335         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7336         if (is_subset == -1)
7337                 return is_subset;
7338         return !is_subset;
7339 }
7340
7341 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7342 {
7343         int is_subset;
7344
7345         if (!map1 || !map2)
7346                 return -1;
7347         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7348         if (is_subset != 1)
7349                 return is_subset;
7350         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7351         if (is_subset == -1)
7352                 return is_subset;
7353         return !is_subset;
7354 }
7355
7356 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7357 {
7358         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7359 }
7360
7361 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7362 {
7363         if (!bmap)
7364                 return -1;
7365         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7366 }
7367
7368 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7369 {
7370         if (!bset)
7371                 return -1;
7372         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7373 }
7374
7375 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7376 {
7377         int i;
7378
7379         if (!map)
7380                 return -1;
7381
7382         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7383                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7384                 if (r < 0 || r)
7385                         return r;
7386         }
7387
7388         return 0;
7389 }
7390
7391 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7392 {
7393         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7394 }
7395
7396 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7397 {
7398         return isl_set_plain_is_universe(set);
7399 }
7400
7401 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7402 {
7403         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7404         struct isl_vec *sample = NULL;
7405         int empty;
7406         unsigned total;
7407
7408         if (!bmap)
7409                 return -1;
7410
7411         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7412                 return 1;
7413
7414         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7415                 return 0;
7416
7417         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7418                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7419                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7420                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7421                 isl_basic_map_free(copy);
7422                 return empty;
7423         }
7424
7425         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7426         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7427                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7428                 if (contains < 0)
7429                         return -1;
7430                 if (contains)
7431                         return 0;
7432         }
7433         isl_vec_free(bmap->sample);
7434         bmap->sample = NULL;
7435         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7436         if (!bset)
7437                 return -1;
7438         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7439         if (!sample)
7440                 return -1;
7441         empty = sample->size == 0;
7442         isl_vec_free(bmap->sample);
7443         bmap->sample = sample;
7444         if (empty)
7445                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7446
7447         return empty;
7448 }
7449
7450 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7451 {
7452         if (!bmap)
7453                 return -1;
7454         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7455 }
7456
7457 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7458 {
7459         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7460 }
7461
7462 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7463 {
7464         if (!bset)
7465                 return -1;
7466         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7467 }
7468
7469 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7470 {
7471         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7472 }
7473
7474 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7475 {
7476         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7477 }
7478
7479 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7480         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7481 {
7482         struct isl_map *map;
7483         if (!bmap1 || !bmap2)
7484                 goto error;
7485
7486         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7487
7488         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7489         if (!map)
7490                 goto error;
7491         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7492         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7493         return map;
7494 error:
7495         isl_basic_map_free(bmap1);
7496         isl_basic_map_free(bmap2);
7497         return NULL;
7498 }
7499
7500 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7501                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7502 {
7503         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7504                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7505                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7506 }
7507
7508 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7509 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7510 {
7511         int i;
7512         unsigned off;
7513
7514         if (!bmap)
7515                 return NULL;
7516
7517         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7518
7519         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7520                 int pos;
7521                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7522                         continue;
7523                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7524                                                             bmap->n_div-i);
7525                 if (pos == -1)
7526                         continue;
7527                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7528                 --i;
7529         }
7530         return bmap;
7531 }
7532
7533 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7534 {
7535         return (struct isl_basic_set *)
7536                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7537 }
7538
7539 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7540 {
7541         int i;
7542
7543         if (!map)
7544                 return 0;
7545
7546         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7547                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7548                 if (!map->p[i])
7549                         goto error;
7550         }
7551
7552         return map;
7553 error:
7554         isl_map_free(map);
7555         return NULL;
7556 }
7557
7558 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7559  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7560  * list of divs is given by "div".
7561  */
7562 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7563         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7564 {
7565         int i, j;
7566         int n_div;
7567
7568         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7569         if (!bset || !div)
7570                 goto error;
7571
7572         if (div->n_row < bset->n_div)
7573                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7574                         "not an expansion", goto error);
7575
7576         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7577                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7578                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7579
7580         n_div = bset->n_div;
7581         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7582                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7583                         goto error;
7584
7585         j = n_div - 1;
7586         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7587                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7588                         if (i != j)
7589                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7590                         j--;
7591                 } else {
7592                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7593                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7594                                 goto error;
7595                 }
7596         }
7597
7598         isl_mat_free(div);
7599         return bset;
7600 error:
7601         isl_basic_set_free(bset);
7602         isl_mat_free(div);
7603         return NULL;
7604 }
7605
7606 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7607  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7608  * 
7609  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7610  * of the corresponding div in dst otherwise.
7611  */
7612 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7613                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7614 {
7615         int i;
7616
7617         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7618
7619         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7620         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7621                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7622                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7623                                                 dst->n_div - div) == -1)
7624                         return i;
7625         return -1;
7626 }
7627
7628 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7629                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7630 {
7631         int i;
7632         unsigned total;
7633
7634         if (!dst || !src)
7635                 goto error;
7636
7637         if (src->n_div == 0)
7638                 return dst;
7639
7640         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7641                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7642
7643         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7644         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7645         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7646                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7647         if (!dst)
7648                 return NULL;
7649         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7650         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7651                 int j = find_div(dst, src, i);
7652                 if (j < 0) {
7653                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7654                         if (j < 0)
7655                                 goto error;
7656                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7657                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7658                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7659                                 goto error;
7660                 }
7661                 if (j != i)
7662                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7663         }
7664         return dst;
7665 error:
7666         isl_basic_map_free(dst);
7667         return NULL;
7668 }
7669
7670 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7671                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7672 {
7673         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7674                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7675 }
7676
7677 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7678 {
7679         int i;
7680
7681         if (!map)
7682                 return NULL;
7683         if (map->n == 0)
7684                 return map;
7685         map = isl_map_compute_divs(map);
7686         map = isl_map_cow(map);
7687         if (!map)
7688                 return NULL;
7689
7690         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7691                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7692         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7693                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7694
7695         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7696         return map;
7697 }
7698
7699 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7700 {
7701         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7702 }
7703
7704 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7705         __isl_take isl_map *map)
7706 {
7707         if (!set || !map)
7708                 goto error;
7709         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7710         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7711         set = isl_map_range(map);
7712         return set;
7713 error:
7714         isl_set_free(set);
7715         isl_map_free(map);
7716         return NULL;
7717 }
7718
7719 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7720         __isl_take isl_map *map)
7721 {
7722         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7723 }
7724
7725 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7726  * the meaning of the set.
7727  */
7728 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7729 {
7730         int i;
7731
7732         if (!map)
7733                 return NULL;
7734
7735         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7736                 remove_if_empty(map, i);
7737
7738         return map;
7739 }
7740
7741 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7742 {
7743         return (struct isl_set *)
7744                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7745 }
7746
7747 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7748 {
7749         struct isl_basic_map *bmap;
7750         if (!map || map->n == 0)
7751                 return NULL;
7752         bmap = map->p[map->n-1];
7753         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7754         return isl_basic_map_copy(bmap);
7755 }
7756
7757 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7758 {
7759         return (struct isl_basic_set *)
7760                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7761 }
7762
7763 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7764                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7765 {
7766         int i;
7767
7768         if (!map || !bmap)
7769                 goto error;
7770         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7771                 if (map->p[i] != bmap)
7772                         continue;
7773                 map = isl_map_cow(map);
7774                 if (!map)
7775                         goto error;
7776                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7777                 if (i != map->n-1) {
7778                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7779                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7780                 }
7781                 map->n--;
7782                 return map;
7783         }
7784         return map;
7785 error:
7786         isl_map_free(map);
7787         return NULL;
7788 }
7789
7790 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7791                                                 struct isl_basic_set *bset)
7792 {
7793         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7794                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7795 }
7796
7797 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7798  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7799  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7800  */
7801 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7802         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7803         int pos, isl_int *opt)
7804 {
7805         isl_space *dims;
7806         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7807         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7808         struct isl_ctx *ctx;
7809         struct isl_vec *obj;
7810         unsigned total;
7811         unsigned nparam;
7812         unsigned dim1, dim2;
7813         enum isl_lp_result res;
7814
7815         if (!bset1 || !bset2)
7816                 return isl_lp_error;
7817
7818         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7819         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7820         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7821         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7822         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7823         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7824         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7825         if (!bmap1 || !bmap2)
7826                 goto error;
7827         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7828         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7829                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7830                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7831         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7832         if (!bmap1)
7833                 goto error;
7834         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7835         ctx = bmap1->ctx;
7836         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7837         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7838         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7839         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7840         if (!obj)
7841                 goto error;
7842         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7843                                         opt, NULL, NULL);
7844         isl_basic_map_free(bmap1);
7845         isl_vec_free(obj);
7846         return res;
7847 error:
7848         isl_basic_map_free(bmap1);
7849         isl_basic_map_free(bmap2);
7850         return isl_lp_error;
7851 }
7852
7853 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7854  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7855  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7856  * smaller or larger than those in bset2.
7857  *
7858  * Returns
7859  *       1 if bset1 follows bset2
7860  *      -1 if bset1 precedes bset2
7861  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7862  *      -2 if some error occurred.
7863  */
7864 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7865         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7866 {
7867         isl_int opt;
7868         enum isl_lp_result res;
7869         int cmp;
7870
7871         isl_int_init(opt);
7872
7873         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7874
7875         if (res == isl_lp_empty)
7876                 cmp = 0;
7877         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7878                   res == isl_lp_unbounded)
7879                 cmp = 1;
7880         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7881                 cmp = -1;
7882         else
7883                 cmp = -2;
7884
7885         isl_int_clear(opt);
7886         return cmp;
7887 }
7888
7889 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7890  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7891  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7892  * than a value of the same dimension in bset2.
7893  *
7894  * Return
7895  *       1 if there exists such a pair
7896  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7897  *      -1 otherwise
7898  *      -2 if some error occurred.
7899  */
7900 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7901         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7902 {
7903         isl_int opt;
7904         enum isl_lp_result res;
7905         int cmp;
7906
7907         isl_int_init(opt);
7908
7909         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7910
7911         if (res == isl_lp_empty)
7912                 cmp = -1;
7913         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7914                   res == isl_lp_unbounded)
7915                 cmp = 1;
7916         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7917                 cmp = -1;
7918         else if (res == isl_lp_ok)
7919                 cmp = 0;
7920         else
7921                 cmp = -2;
7922
7923         isl_int_clear(opt);
7924         return cmp;
7925 }
7926
7927 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7928  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7929  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7930  * than a value of the same dimension in set2.
7931  *
7932  * Return
7933  *       1 if there exists such a pair
7934  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7935  *      -1 otherwise
7936  *      -2 if some error occurred.
7937  */
7938 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7939         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7940 {
7941         int i, j;
7942         int follows = -1;
7943
7944         if (!set1 || !set2)
7945                 return -2;
7946
7947         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7948                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7949                         int f;
7950                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7951                         if (f == 1 || f == -2)
7952                                 return f;
7953                         if (f > follows)
7954                                 follows = f;
7955                 }
7956
7957         return follows;
7958 }
7959
7960 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7961         unsigned pos, isl_int *val)
7962 {
7963         int i;
7964         int d;
7965         unsigned total;
7966
7967         if (!bmap)
7968                 return -1;
7969         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7970         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7971                 for (; d+1 > pos; --d)
7972                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7973                                 break;
7974                 if (d != pos)
7975                         continue;
7976                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7977                         return 0;
7978                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7979                         return 0;
7980                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7981                         return 0;
7982                 if (val)
7983                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7984                 return 1;
7985         }
7986         return 0;
7987 }
7988
7989 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7990         unsigned pos, isl_int *val)
7991 {
7992         int i;
7993         isl_int v;
7994         isl_int tmp;
7995         int fixed;
7996
7997         if (!map)
7998                 return -1;
7999         if (map->n == 0)
8000                 return 0;
8001         if (map->n == 1)
8002                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8003         isl_int_init(v);
8004         isl_int_init(tmp);
8005         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8006         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8007                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8008                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8009                         fixed = 0;
8010         }
8011         if (val)
8012                 isl_int_set(*val, v);
8013         isl_int_clear(tmp);
8014         isl_int_clear(v);
8015         return fixed;
8016 }
8017
8018 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8019         unsigned pos, isl_int *val)
8020 {
8021         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8022                                                 pos, val);
8023 }
8024
8025 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8026         isl_int *val)
8027 {
8028         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8029 }
8030
8031 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8032         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8033 {
8034         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8035                 return -1;
8036         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8037                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8038 }
8039
8040 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8041         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8042 {
8043         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8044                 return -1;
8045         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8046                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8047 }
8048
8049 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8050         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8051 {
8052         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8053 }
8054
8055 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8056         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8057 {
8058         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8059 }
8060
8061 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8062  * then return this fixed value in *val.
8063  */
8064 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8065         unsigned dim, isl_int *val)
8066 {
8067         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8068                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8069 }
8070
8071 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8072  * then return this fixed value in *val.
8073  */
8074 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8075         unsigned dim, isl_int *val)
8076 {
8077         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8078 }
8079
8080 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8081         unsigned dim, isl_int *val)
8082 {
8083         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8084 }
8085
8086 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8087  * then return this fixed value in *val.
8088  */
8089 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8090         unsigned in, isl_int *val)
8091 {
8092         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8093 }
8094
8095 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8096  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8097  */
8098 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8099         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8100 {
8101         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8102         isl_int *c;
8103         unsigned total;
8104         unsigned nparam;
8105
8106         if (!bset)
8107                 return -1;
8108         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8109         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8110         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8111                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8112                         continue;
8113                 if (i_eq != -1)
8114                         return 0;
8115                 i_eq = i;
8116         }
8117         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8118                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8119                         continue;
8120                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8121                         return 0;
8122                 i_ineq = i;
8123         }
8124         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8125                 return 0;
8126         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8127         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8128         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8129                 return 0;
8130         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8131                 return 0;
8132         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8133                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8134                 return 0;
8135         if (val)
8136                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8137         return 1;
8138 }
8139
8140 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8141         unsigned dim, isl_int *val)
8142 {
8143         int i;
8144         isl_int v;
8145         isl_int tmp;
8146         int fixed;
8147
8148         if (!set)
8149                 return -1;
8150         if (set->n == 0)
8151                 return 0;
8152         if (set->n == 1)
8153                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8154                                                                 dim, val);
8155         isl_int_init(v);
8156         isl_int_init(tmp);
8157         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8158                                                                 dim, &v);
8159         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8160                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8161                                                                 dim, &tmp);
8162                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8163                         fixed = 0;
8164         }
8165         if (val)
8166                 isl_int_set(*val, v);
8167         isl_int_clear(tmp);
8168         isl_int_clear(v);
8169         return fixed;
8170 }
8171
8172 struct constraint {
8173         unsigned        size;
8174         isl_int         *c;
8175 };
8176
8177 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8178  * variables sorting first.
8179  */
8180 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8181 {
8182         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8183         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8184         int l1, l2;
8185         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8186
8187         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8188         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8189
8190         if (l1 != l2)
8191                 return l1 - l2;
8192
8193         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8194 }
8195
8196 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8197         struct isl_basic_map *bmap)
8198 {
8199         int i;
8200         struct constraint *c;
8201         unsigned total;
8202
8203         if (!bmap)
8204                 return NULL;
8205         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8206         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8207         if (!c)
8208                 goto error;
8209         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8210                 c[i].size = total;
8211                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8212         }
8213         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8214         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8215                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8216         free(c);
8217         return bmap;
8218 error:
8219         isl_basic_map_free(bmap);
8220         return NULL;
8221 }
8222
8223 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8224         __isl_take isl_basic_set *bset)
8225 {
8226         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8227                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8228 }
8229
8230 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8231 {
8232         if (!bmap)
8233                 return NULL;
8234         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8235                 return bmap;
8236         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8237         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8238         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8239         return bmap;
8240 }
8241
8242 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8243 {
8244         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8245                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8246 }
8247
8248 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8249         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8250 {
8251         int i, cmp;
8252         unsigned total;
8253
8254         if (bmap1 == bmap2)
8255                 return 0;
8256         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8257             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8258                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8259         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8260                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8261         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8262                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8263         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8264                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8265         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8266             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8267                 return 0;
8268         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8269                 return 1;
8270         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8271                 return -1;
8272         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8273                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8274         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8275                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8276         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8277                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8278         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8279         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8280                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8281                 if (cmp)
8282                         return cmp;
8283         }
8284         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8285                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8286                 if (cmp)
8287                         return cmp;
8288         }
8289         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8290                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8291                 if (cmp)
8292                         return cmp;
8293         }
8294         return 0;
8295 }
8296
8297 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8298         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8299 {
8300         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8301 }
8302
8303 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8304 {
8305         int i, cmp;
8306
8307         if (set1 == set2)
8308                 return 0;
8309         if (set1->n != set2->n)
8310                 return set1->n - set2->n;
8311
8312         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8313                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8314                 if (cmp)
8315                         return cmp;
8316         }
8317
8318         return 0;
8319 }
8320
8321 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8322         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8323 {
8324         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8325 }
8326
8327 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8328         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8329 {
8330         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8331                                             (isl_basic_map *)bset2);
8332 }
8333
8334 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8335 {
8336         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8337         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8338
8339         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8340 }
8341
8342 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8343  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8344  * meaning of any possible other copies of map.
8345  */
8346 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8347 {
8348         int i, j;
8349         struct isl_basic_map *bmap;
8350
8351         if (!map)
8352                 return NULL;
8353         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8354                 return map;
8355         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8356                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8357                 if (!bmap)
8358                         goto error;
8359                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8360                 map->p[i] = bmap;
8361         }
8362         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8363         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8364         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8365         if (!map)
8366                 return NULL;
8367         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8368                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8369                         continue;
8370                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8371                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8372                         map->p[j-1] = map->p[j];
8373                 map->n--;
8374         }
8375         return map;
8376 error:
8377         isl_map_free(map);
8378         return NULL;
8379
8380 }
8381
8382 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8383 {
8384         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8385 }
8386
8387 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8388 {
8389         int i;
8390         int equal;
8391
8392         if (!map1 || !map2)
8393                 return -1;
8394
8395         if (map1 == map2)
8396                 return 1;
8397         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8398                 return 0;
8399
8400         map1 = isl_map_copy(map1);
8401         map2 = isl_map_copy(map2);
8402         map1 = isl_map_normalize(map1);
8403         map2 = isl_map_normalize(map2);
8404         if (!map1 || !map2)
8405                 goto error;
8406         equal = map1->n == map2->n;
8407         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8408                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8409                 if (equal < 0)
8410                         goto error;
8411         }
8412         isl_map_free(map1);
8413         isl_map_free(map2);
8414         return equal;
8415 error:
8416         isl_map_free(map1);
8417         isl_map_free(map2);
8418         return -1;
8419 }
8420
8421 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8422 {
8423         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8424 }
8425
8426 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8427 {
8428         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8429                                                 (struct isl_map *)set2);
8430 }
8431
8432 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8433 {
8434         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8435 }
8436
8437 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8438  */
8439 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8440         isl_int min, isl_int max)
8441 {
8442         int k;
8443         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8444
8445         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8446         if (!bset)
8447                 goto error;
8448
8449         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8450         if (k < 0)
8451                 goto error;
8452         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8453         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8454
8455         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8456         if (k < 0)
8457                 goto error;
8458         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8459         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8460
8461         return bset;
8462 error:
8463         isl_basic_set_free(bset);
8464         return NULL;
8465 }
8466
8467 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8468  */
8469 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8470         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8471 {
8472         int i;
8473         unsigned dim;
8474         unsigned nparam;
8475         unsigned extra;
8476         unsigned n_eq;
8477         unsigned n_ineq;
8478         struct isl_basic_set *product = NULL;
8479
8480         if (!list)
8481                 goto error;
8482         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8483         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8484         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8485         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8486         extra = list->p[0]->n_div;
8487         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8488         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8489         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8490                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8491                 isl_assert(list->ctx,
8492                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8493                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8494                 extra += list->p[i]->n_div;
8495                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8496                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8497         }
8498         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8499                                         n_eq, n_ineq);
8500         if (!product)
8501                 goto error;
8502         dim = 0;
8503         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8504                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8505                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8506                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8507         }
8508         isl_basic_set_list_free(list);
8509         return product;
8510 error:
8511         isl_basic_set_free(product);
8512         isl_basic_set_list_free(list);
8513         return NULL;
8514 }
8515
8516 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8517                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8518 {
8519         isl_space *dim_result = NULL;
8520         struct isl_basic_map *bmap;
8521         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8522         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8523
8524         if (!bmap1 || !bmap2)
8525                 goto error;
8526
8527         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8528                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8529         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8530                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8531
8532         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8533         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8534         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8535         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8536         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8537
8538         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8539         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8540         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8541         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8542         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8543         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8544         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8545         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8546         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8547         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8548         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8549
8550         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8551                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8552                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8553                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8554         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8555         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8556         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8557         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8558 error:
8559         isl_basic_map_free(bmap1);
8560         isl_basic_map_free(bmap2);
8561         return NULL;
8562 }
8563
8564 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8565         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8566 {
8567         isl_basic_map *prod;
8568
8569         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8570         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8571         return prod;
8572 }
8573
8574 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8575         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8576 {
8577         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8578 }
8579
8580 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8581         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8582 {
8583         isl_space *space_result = NULL;
8584         isl_basic_map *bmap;
8585         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8586         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8587
8588         if (!bmap1 || !bmap2)
8589                 goto error;
8590
8591         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8592                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8593
8594         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8595         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8596         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8597         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8598
8599         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8600         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8601         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8602         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8603         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8604         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8605         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8606         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8607         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8608         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8609         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8610
8611         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8612                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8613                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8614                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8615         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8616         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8617         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8619 error:
8620         isl_basic_map_free(bmap1);
8621         isl_basic_map_free(bmap2);
8622         return NULL;
8623 }
8624
8625 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8626         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8627 {
8628         isl_space *dim_result = NULL;
8629         isl_basic_map *bmap;
8630         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8631         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8632
8633         if (!bmap1 || !bmap2)
8634                 goto error;
8635
8636         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8637                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8638                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8639                         "parameters don't match", goto error);
8640
8641         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8642                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8643
8644         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8645         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8646         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8647         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8648
8649         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8650         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8651         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8652         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8653         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8654         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8655         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8656         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8657         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8658         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8659         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8660
8661         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8662                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8663                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8664                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8665         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8666         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8667         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8668         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8669 error:
8670         isl_basic_map_free(bmap1);
8671         isl_basic_map_free(bmap2);
8672         return NULL;
8673 }
8674
8675 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8676         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8677 {
8678         isl_basic_map *prod;
8679
8680         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8681         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8682         return prod;
8683 }
8684
8685 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8686         __isl_take isl_map *map2,
8687         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8688                                            __isl_take isl_space *right),
8689         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8690                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8691 {
8692         unsigned flags = 0;
8693         struct isl_map *result;
8694         int i, j;
8695
8696         if (!map1 || !map2)
8697                 goto error;
8698
8699         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8700                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8701
8702         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8703             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8704                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8705
8706         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8707                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8708                                 map1->n * map2->n, flags);
8709         if (!result)
8710                 goto error;
8711         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8712                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8713                         struct isl_basic_map *part;
8714                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8715                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8716                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8717                                 isl_basic_map_free(part);
8718                         else
8719                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8720                         if (!result)
8721                                 goto error;
8722                 }
8723         isl_map_free(map1);
8724         isl_map_free(map2);
8725         return result;
8726 error:
8727         isl_map_free(map1);
8728         isl_map_free(map2);
8729         return NULL;
8730 }
8731
8732 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8733  */
8734 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8735         __isl_take isl_map *map2)
8736 {
8737         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8738 }
8739
8740 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8741         __isl_take isl_map *map2)
8742 {
8743         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8744 }
8745
8746 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8747  */
8748 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8749         __isl_take isl_map *map2)
8750 {
8751         isl_map *prod;
8752
8753         prod = isl_map_product(map1, map2);
8754         prod = isl_map_flatten(prod);
8755         return prod;
8756 }
8757
8758 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8759  */
8760 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8761 {
8762         return isl_map_range_product(set1, set2);
8763 }
8764
8765 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8766         __isl_take isl_set *set2)
8767 {
8768         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8769 }
8770
8771 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8772  */
8773 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8774         __isl_take isl_map *map2)
8775 {
8776         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8777                                 &isl_basic_map_domain_product);
8778 }
8779
8780 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8781  */
8782 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8783         __isl_take isl_map *map2)
8784 {
8785         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8786                                 &isl_basic_map_range_product);
8787 }
8788
8789 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8790         __isl_take isl_map *map2)
8791 {
8792         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8793                                                 &map_domain_product_aligned);
8794 }
8795
8796 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8797         __isl_take isl_map *map2)
8798 {
8799         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8800                                                 &map_range_product_aligned);
8801 }
8802
8803 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8804  */
8805 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8806         __isl_take isl_map *map2)
8807 {
8808         isl_map *prod;
8809
8810         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8811         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8812         return prod;
8813 }
8814
8815 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8816  */
8817 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8818         __isl_take isl_map *map2)
8819 {
8820         isl_map *prod;
8821
8822         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8823         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8824         return prod;
8825 }
8826
8827 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8828 {
8829         int i;
8830         uint32_t hash = isl_hash_init();
8831         unsigned total;
8832
8833         if (!bmap)
8834                 return 0;
8835         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8836         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8837         if (!bmap)
8838                 return 0;
8839         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8840         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8841         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8842                 uint32_t c_hash;
8843                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8844                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8845         }
8846         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8847         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8848                 uint32_t c_hash;
8849                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8850                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8851         }
8852         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8853         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8854                 uint32_t c_hash;
8855                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8856                         continue;
8857                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8858                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8859                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8860         }
8861         isl_basic_map_free(bmap);
8862         return hash;
8863 }
8864
8865 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8866 {
8867         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8868 }
8869
8870 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8871 {
8872         int i;
8873         uint32_t hash;
8874
8875         if (!map)
8876                 return 0;
8877         map = isl_map_copy(map);
8878         map = isl_map_normalize(map);
8879         if (!map)
8880                 return 0;
8881
8882         hash = isl_hash_init();
8883         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8884                 uint32_t bmap_hash;
8885                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8886                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8887         }
8888                 
8889         isl_map_free(map);
8890
8891         return hash;
8892 }
8893
8894 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8895 {
8896         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8897 }
8898
8899 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8900  * by the values of the other parameters and variables.
8901  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8902  */
8903 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8904 {
8905         int i;
8906         unsigned nparam;
8907
8908         if (!bset)
8909                 return -1;
8910         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8911         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8912                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8913                         return 1;
8914         return 0;
8915 }
8916
8917 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8918  * by the values of the other parameters and variables.
8919  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8920  * for each of the subsets.
8921  */
8922 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8923 {
8924         int i;
8925
8926         if (!set)
8927                 return -1;
8928         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8929                 int unique;
8930                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8931                 if (unique != 1)
8932                         return unique;
8933         }
8934         return 1;
8935 }
8936
8937 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8938 {
8939         return set ? set->n : 0;
8940 }
8941
8942 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8943         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8944 {
8945         int i;
8946
8947         if (!map)
8948                 return -1;
8949
8950         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8951                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8952                         return -1;
8953
8954         return 0;
8955 }
8956
8957 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8958         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8959 {
8960         int i;
8961
8962         if (!set)
8963                 return -1;
8964
8965         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8966                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8967                         return -1;
8968
8969         return 0;
8970 }
8971
8972 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8973 {
8974         isl_space *dim;
8975
8976         if (!bset)
8977                 return NULL;
8978
8979         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8980         if (!bset)
8981                 return NULL;
8982
8983         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8984         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8985         if (!dim)
8986                 goto error;
8987         isl_space_free(bset->dim);
8988         bset->dim = dim;
8989         bset->extra -= bset->n_div;
8990         bset->n_div = 0;
8991
8992         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8993
8994         return bset;
8995 error:
8996         isl_basic_set_free(bset);
8997         return NULL;
8998 }
8999
9000 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9001 {
9002         int i;
9003         isl_space *dim;
9004         unsigned n_div;
9005
9006         set = isl_set_align_divs(set);
9007
9008         if (!set)
9009                 return NULL;
9010
9011         set = isl_set_cow(set);
9012         if (!set)
9013                 return NULL;
9014
9015         n_div = set->p[0]->n_div;
9016         dim = isl_set_get_space(set);
9017         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9018         if (!dim)
9019                 goto error;
9020         isl_space_free(set->dim);
9021         set->dim = dim;
9022
9023         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9024                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9025                 if (!set->p[i])
9026                         goto error;
9027         }
9028
9029         return set;
9030 error:
9031         isl_set_free(set);
9032         return NULL;
9033 }
9034
9035 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9036 {
9037         isl_space *dim;
9038         struct isl_basic_map *bmap;
9039         unsigned n_set;
9040         unsigned n_div;
9041         unsigned n_param;
9042         unsigned total;
9043         int i, k, l;
9044
9045         set = isl_set_align_divs(set);
9046
9047         if (!set)
9048                 return NULL;
9049
9050         dim = isl_set_get_space(set);
9051         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9052                 isl_set_free(set);
9053                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9054         }
9055
9056         n_div = set->p[0]->n_div;
9057         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9058         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9059         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9060         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9061         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9062         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9063                 bmap = var_equal(bmap, i);
9064
9065         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9066         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9067                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9068                 if (k < 0)
9069                         goto error;
9070                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9071                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9072                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9073                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9074                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9075                             set->p[0]->div[i][0]);
9076
9077                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9078                 if (l < 0)
9079                         goto error;
9080                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9081                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9082                             set->p[0]->div[i][0]);
9083                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9084         }
9085
9086         isl_set_free(set);
9087         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9088         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9089         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9090 error:
9091         isl_set_free(set);
9092         isl_basic_map_free(bmap);
9093         return NULL;
9094 }
9095
9096 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9097 {
9098         unsigned dim;
9099         int size = 0;
9100
9101         if (!bset)
9102                 return -1;
9103
9104         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9105         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9106         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9107         size += bset->n_div * (2 + dim);
9108
9109         return size;
9110 }
9111
9112 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9113 {
9114         int i;
9115         int size = 0;
9116
9117         if (!set)
9118                 return -1;
9119
9120         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9121                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9122
9123         return size;
9124 }
9125
9126 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9127  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9128  */
9129 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9130         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9131 {
9132         int i;
9133
9134         if (!bmap)
9135                 return -1;
9136
9137         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9138
9139         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9140
9141         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9142                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9143                         continue;
9144                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9145                         return 1;
9146         }
9147
9148         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9149                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9150                         return 1;
9151
9152         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9153                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9154                 if (sgn > 0)
9155                         lower = 1;
9156                 if (sgn < 0)
9157                         upper = 1;
9158         }
9159
9160         return lower && upper;
9161 }
9162
9163 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9164         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9165 {
9166         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9167 }
9168
9169 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9170         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9171 {
9172         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9173 }
9174
9175 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9176         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9177 {
9178         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9179 }
9180
9181 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9182         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9183 {
9184         int i;
9185
9186         if (!map)
9187                 return -1;
9188
9189         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9190                 int bounded;
9191                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9192                 if (bounded < 0 || !bounded)
9193                         return bounded;
9194         }
9195
9196         return 1;
9197 }
9198
9199 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9200  * and a lower bound.
9201  */
9202 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9203         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9204 {
9205         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9206 }
9207
9208 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9209  */
9210 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9211         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9212         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9213                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9214 {
9215         int i;
9216
9217         if (!map)
9218                 return -1;
9219
9220         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9221                 int bounded;
9222                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9223                 if (bounded < 0 || bounded)
9224                         return bounded;
9225         }
9226
9227         return 0;
9228 }
9229
9230 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9231  */
9232 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9233         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9234 {
9235         return has_any_bound(set, type, pos,
9236                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9237 }
9238
9239 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9240  */
9241 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9242         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9243 {
9244         return has_any_bound(set, type, pos,
9245                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9246 }
9247
9248 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9249  */
9250 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9251         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9252         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9253                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9254 {
9255         int i;
9256
9257         if (!map)
9258                 return -1;
9259
9260         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9261                 int bounded;
9262                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9263                 if (bounded < 0 || !bounded)
9264                         return bounded;
9265         }
9266
9267         return 1;
9268 }
9269
9270 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9271  */
9272 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9273         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9274 {
9275         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9276 }
9277
9278 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9279  */
9280 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9281         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9282 {
9283         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9284 }
9285
9286 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9287  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9288  * elements of the array "signs".
9289  * Sign
9290  *      1 means that the variable is non-negative
9291  *      -1 means that the variable is non-positive
9292  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9293  */
9294 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9295         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9296 {
9297         isl_vec *bound = NULL;
9298         struct isl_tab *tab = NULL;
9299         struct isl_tab_undo *snap;
9300         int i;
9301
9302         if (!bset || !signs)
9303                 return -1;
9304
9305         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9306         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9307         if (!bound || !tab)
9308                 goto error;
9309
9310         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9311         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9312
9313         snap = isl_tab_snap(tab);
9314         for (i = 0; i < n; ++i) {
9315                 int empty;
9316
9317                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9318                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9319                         goto error;
9320                 empty = tab->empty;
9321                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9322                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9323                         goto error;
9324
9325                 if (empty) {
9326                         signs[i] = 1;
9327                         continue;
9328                 }
9329
9330                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9331                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9332                         goto error;
9333                 empty = tab->empty;
9334                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9335                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9336                         goto error;
9337
9338                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9339         }
9340
9341         isl_tab_free(tab);
9342         isl_vec_free(bound);
9343         return 0;
9344 error:
9345         isl_tab_free(tab);
9346         isl_vec_free(bound);
9347         return -1;
9348 }
9349
9350 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9351         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9352 {
9353         if (!bset || !signs)
9354                 return -1;
9355         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9356                 return -1);
9357
9358         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9359         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9360 }
9361
9362 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9363  * In particular, for each output dimension, check that there is
9364  * an equality that defines the output dimension in terms of
9365  * earlier dimensions.
9366  */
9367 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9368 {
9369         int i, j;
9370         unsigned total;
9371         unsigned n_out;
9372         unsigned o_out;
9373
9374         if (!bmap)
9375                 return -1;
9376
9377         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9378         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9379         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9380
9381         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9382                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9383                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9384                                 continue;
9385                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9386                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9387                                 break;
9388                 }
9389                 if (j >= bmap->n_eq)
9390                         return 0;
9391         }
9392
9393         return 1;
9394 }
9395
9396 /* Check if the given basic map is single-valued.
9397  * We simply compute
9398  *
9399  *      M \circ M^-1
9400  *
9401  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9402  */
9403 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9404 {
9405         isl_space *space;
9406         isl_basic_map *test;
9407         isl_basic_map *id;
9408         int sv;
9409
9410         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9411         if (sv < 0 || sv)
9412                 return sv;
9413
9414         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9415         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9416
9417         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9418         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9419         id = isl_basic_map_identity(space);
9420
9421         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9422
9423         isl_basic_map_free(test);
9424         isl_basic_map_free(id);
9425
9426         return sv;
9427 }
9428
9429 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9430  */
9431 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9432 {
9433         if (!map)
9434                 return -1;
9435         if (map->n == 0)
9436                 return 1;
9437         if (map->n >= 2)
9438                 return 0;
9439
9440         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9441 }
9442
9443 /* Check if the given map is single-valued.
9444  * We simply compute
9445  *
9446  *      M \circ M^-1
9447  *
9448  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9449  */
9450 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9451 {
9452         isl_space *dim;
9453         isl_map *test;
9454         isl_map *id;
9455         int sv;
9456
9457         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9458         if (sv < 0 || sv)
9459                 return sv;
9460
9461         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9462         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9463
9464         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9465         id = isl_map_identity(dim);
9466
9467         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9468
9469         isl_map_free(test);
9470         isl_map_free(id);
9471
9472         return sv;
9473 }
9474
9475 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9476 {
9477         int in;
9478
9479         map = isl_map_copy(map);
9480         map = isl_map_reverse(map);
9481         in = isl_map_is_single_valued(map);
9482         isl_map_free(map);
9483
9484         return in;
9485 }
9486
9487 /* Check if the given map is obviously injective.
9488  */
9489 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9490 {
9491         int in;
9492
9493         map = isl_map_copy(map);
9494         map = isl_map_reverse(map);
9495         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9496         isl_map_free(map);
9497
9498         return in;
9499 }
9500
9501 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9502 {
9503         int sv;
9504
9505         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9506         if (sv < 0 || !sv)
9507                 return sv;
9508
9509         return isl_map_is_injective(map);
9510 }
9511
9512 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9513 {
9514         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9515 }
9516
9517 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9518 {
9519         int ok;
9520         isl_set *delta;
9521
9522         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9523         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9524         isl_set_free(delta);
9525
9526         return ok;
9527 }
9528
9529 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9530 {
9531         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9532                 return 0;
9533         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9534                 return 0;
9535         return 1;
9536 }
9537
9538 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9539 {
9540         int i, j;
9541         unsigned nvar;
9542         unsigned ovar;
9543
9544         if (!bset)
9545                 return -1;
9546
9547         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9548                 return 0;
9549
9550         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9551         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9552         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9553                 int lower = 0, upper = 0;
9554                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9555                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9556                                 continue;
9557                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9558                                 return 0;
9559                         break;
9560                 }
9561                 if (i < bset->n_eq)
9562                         continue;
9563                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9564                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9565                                 continue;
9566                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9567                                 return 0;
9568                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9569                                 lower = 1;
9570                         else
9571                                 upper = 1;
9572                 }
9573                 if (!lower || !upper)
9574                         return 0;
9575         }
9576
9577         return 1;
9578 }
9579
9580 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9581 {
9582         if (!set)
9583                 return -1;
9584         if (set->n != 1)
9585                 return 0;
9586
9587         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9588 }
9589
9590 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9591 {
9592         if (!bset)
9593                 return -1;
9594         
9595         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9596 }
9597
9598 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9599 {
9600         if (!set)
9601                 return -1;
9602         
9603         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9604 }
9605
9606 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9607 {
9608         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9609         if (!bmap)
9610                 return NULL;
9611
9612         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9613         if (!bmap->dim)
9614                 goto error;
9615
9616         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9617
9618         return (isl_basic_set *)bmap;
9619 error:
9620         isl_basic_map_free(bmap);
9621         return NULL;
9622 }
9623
9624 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9625 {
9626         int i;
9627
9628         map = isl_map_cow(map);
9629         if (!map)
9630                 return NULL;
9631
9632         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9633                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9634                 if (!map->p[i])
9635                         goto error;
9636         }
9637         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9638         if (!map->dim)
9639                 goto error;
9640
9641         return (isl_set *)map;
9642 error:
9643         isl_map_free(map);
9644         return NULL;
9645 }
9646
9647 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9648 {
9649         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9650         if (!bset)
9651                 return NULL;
9652
9653         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9654         if (!bset->dim)
9655                 goto error;
9656
9657         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9658
9659         return (isl_basic_map *)bset;
9660 error:
9661         isl_basic_set_free(bset);
9662         return NULL;
9663 }
9664
9665 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9666 {
9667         int i;
9668
9669         if (!set)
9670                 return NULL;
9671
9672         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9673                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9674                         goto error);
9675
9676         set = isl_set_cow(set);
9677         if (!set)
9678                 return NULL;
9679
9680         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9681                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9682                 if (!set->p[i])
9683                         goto error;
9684         }
9685
9686         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9687         if (!set->dim)
9688                 goto error;
9689
9690         return (isl_map *)set;
9691 error:
9692         isl_set_free(set);
9693         return NULL;
9694 }
9695
9696 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9697         enum isl_dim_type type)
9698 {
9699         if (!bmap)
9700                 return NULL;
9701
9702         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9703                 return bmap;
9704
9705         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9706         if (!bmap)
9707                 return NULL;
9708
9709         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9710         if (!bmap->dim)
9711                 goto error;
9712
9713         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9714
9715         return bmap;
9716 error:
9717         isl_basic_map_free(bmap);
9718         return NULL;
9719 }
9720
9721 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9722         enum isl_dim_type type)
9723 {
9724         int i;
9725
9726         if (!map)
9727                 return NULL;
9728
9729         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9730                 return map;
9731
9732         map = isl_map_cow(map);
9733         if (!map)
9734                 return NULL;
9735
9736         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9737                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9738                 if (!map->p[i])
9739                         goto error;
9740         }
9741         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9742         if (!map->dim)
9743                 goto error;
9744
9745         return map;
9746 error:
9747         isl_map_free(map);
9748         return NULL;
9749 }
9750
9751 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9752 {
9753         if (!bmap)
9754                 return NULL;
9755
9756         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9757                 return bmap;
9758
9759         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9760         if (!bmap)
9761                 return NULL;
9762
9763         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9764         if (!bmap->dim)
9765                 goto error;
9766
9767         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9768
9769         return bmap;
9770 error:
9771         isl_basic_map_free(bmap);
9772         return NULL;
9773 }
9774
9775 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9776 {
9777         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9778 }
9779
9780 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9781         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9782 {
9783         if (!bmap)
9784                 return NULL;
9785
9786         if (!bmap->dim->nested[0])
9787                 return bmap;
9788
9789         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9790         if (!bmap)
9791                 return NULL;
9792
9793         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9794         if (!bmap->dim)
9795                 goto error;
9796
9797         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9798
9799         return bmap;
9800 error:
9801         isl_basic_map_free(bmap);
9802         return NULL;
9803 }
9804
9805 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9806         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9807 {
9808         if (!bmap)
9809                 return NULL;
9810
9811         if (!bmap->dim->nested[1])
9812                 return bmap;
9813
9814         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9815         if (!bmap)
9816                 return NULL;
9817
9818         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9819         if (!bmap->dim)
9820                 goto error;
9821
9822         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9823
9824         return bmap;
9825 error:
9826         isl_basic_map_free(bmap);
9827         return NULL;
9828 }
9829
9830 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9831 {
9832         int i;
9833
9834         if (!map)
9835                 return NULL;
9836
9837         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9838                 return map;
9839
9840         map = isl_map_cow(map);
9841         if (!map)
9842                 return NULL;
9843
9844         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9845                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9846                 if (!map->p[i])
9847                         goto error;
9848         }
9849         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9850         if (!map->dim)
9851                 goto error;
9852
9853         return map;
9854 error:
9855         isl_map_free(map);
9856         return NULL;
9857 }
9858
9859 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9860 {
9861         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9862 }
9863
9864 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9865 {
9866         isl_space *dim, *flat_dim;
9867         isl_map *map;
9868
9869         dim = isl_set_get_space(set);
9870         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9871         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9872         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9873
9874         return map;
9875 }
9876
9877 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9878 {
9879         int i;
9880
9881         if (!map)
9882                 return NULL;
9883
9884         if (!map->dim->nested[0])
9885                 return map;
9886
9887         map = isl_map_cow(map);
9888         if (!map)
9889                 return NULL;
9890
9891         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9892                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9893                 if (!map->p[i])
9894                         goto error;
9895         }
9896         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9897         if (!map->dim)
9898                 goto error;
9899
9900         return map;
9901 error:
9902         isl_map_free(map);
9903         return NULL;
9904 }
9905
9906 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9907 {
9908         int i;
9909
9910         if (!map)
9911                 return NULL;
9912
9913         if (!map->dim->nested[1])
9914                 return map;
9915
9916         map = isl_map_cow(map);
9917         if (!map)
9918                 return NULL;
9919
9920         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9921                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9922                 if (!map->p[i])
9923                         goto error;
9924         }
9925         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9926         if (!map->dim)
9927                 goto error;
9928
9929         return map;
9930 error:
9931         isl_map_free(map);
9932         return NULL;
9933 }
9934
9935 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9936  * and set the dimension specification to "dim".
9937  */
9938 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9939         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9940 {
9941         isl_basic_map *res;
9942         unsigned flags;
9943
9944         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9945         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9946                 goto error;
9947
9948         flags = bmap->flags;
9949         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9950         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9951         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9952         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9953                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9954         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9955         if (res)
9956                 res->flags = flags;
9957         res = isl_basic_map_finalize(res);
9958         return res;
9959 error:
9960         free(dim_map);
9961         isl_basic_map_free(bmap);
9962         isl_space_free(dim);
9963         return NULL;
9964 }
9965
9966 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9967  */
9968 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9969         __isl_take isl_reordering *r)
9970 {
9971         int i;
9972         struct isl_dim_map *dim_map;
9973
9974         map = isl_map_cow(map);
9975         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9976         if (!map || !r || !dim_map)
9977                 goto error;
9978
9979         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9980                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9981
9982                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9983
9984                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9985                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9986
9987                 if (!map->p[i])
9988                         goto error;
9989         }
9990
9991         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9992
9993         isl_reordering_free(r);
9994         free(dim_map);
9995         return map;
9996 error:
9997         free(dim_map);
9998         isl_map_free(map);
9999         isl_reordering_free(r);
10000         return NULL;
10001 }
10002
10003 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10004         __isl_take isl_reordering *r)
10005 {
10006         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10007 }
10008
10009 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10010         __isl_take isl_space *model)
10011 {
10012         isl_ctx *ctx;
10013
10014         if (!map || !model)
10015                 goto error;
10016
10017         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10018         if (!isl_space_has_named_params(model))
10019                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10020                         "model has unnamed parameters", goto error);
10021         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10022                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10023                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10024         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10025                 isl_reordering *exp;
10026
10027                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10028                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10029                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10030                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10031                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10032                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10033                 map = isl_map_realign(map, exp);
10034         }
10035
10036         isl_space_free(model);
10037         return map;
10038 error:
10039         isl_space_free(model);
10040         isl_map_free(map);
10041         return NULL;
10042 }
10043
10044 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10045         __isl_take isl_space *model)
10046 {
10047         return isl_map_align_params(set, model);
10048 }
10049
10050 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10051  * additional parameters if needed.
10052  */
10053 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10054         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10055 {
10056         isl_ctx *ctx;
10057
10058         if (!bmap || !model)
10059                 goto error;
10060
10061         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10062         if (!isl_space_has_named_params(model))
10063                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10064                         "model has unnamed parameters", goto error);
10065         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10066                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10067                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10068         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10069                 isl_reordering *exp;
10070                 struct isl_dim_map *dim_map;
10071
10072                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10073                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10074                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10075                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10076                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10077                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10078                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10079                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10080                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10081                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10082                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10083                 isl_reordering_free(exp);
10084                 free(dim_map);
10085         }
10086
10087         isl_space_free(model);
10088         return bmap;
10089 error:
10090         isl_space_free(model);
10091         isl_basic_map_free(bmap);
10092         return NULL;
10093 }
10094
10095 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10096  * additional parameters if needed.
10097  */
10098 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10099         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10100 {
10101         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10102 }
10103
10104 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10105                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10106                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10107                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10108 {
10109         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10110         struct isl_mat *mat;
10111         int i, j, k;
10112         int pos;
10113
10114         if (!bmap)
10115                 return NULL;
10116         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10117                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10118         if (!mat)
10119                 return NULL;
10120         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10121                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10122                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10123                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10124                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10125                                             bmap->eq[i][off + k]);
10126                                 ++pos;
10127                         }
10128                 }
10129
10130         return mat;
10131 }
10132
10133 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10134                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10135                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10136                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10137 {
10138         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10139         struct isl_mat *mat;
10140         int i, j, k;
10141         int pos;
10142
10143         if (!bmap)
10144                 return NULL;
10145         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10146                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10147         if (!mat)
10148                 return NULL;
10149         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10150                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10151                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10152                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10153                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10154                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10155                                 ++pos;
10156                         }
10157                 }
10158
10159         return mat;
10160 }
10161
10162 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10163         __isl_take isl_space *dim,
10164         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10165         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10166         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10167 {
10168         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10169         isl_basic_map *bmap;
10170         unsigned total;
10171         unsigned extra;
10172         int i, j, k, l;
10173         int pos;
10174
10175         if (!dim || !eq || !ineq)
10176                 goto error;
10177
10178         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10179                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10180                         "equalities and inequalities matrices should have "
10181                         "same number of columns", goto error);
10182
10183         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10184
10185         if (eq->n_col < total)
10186                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10187                         "number of columns too small", goto error);
10188
10189         extra = eq->n_col - total;
10190
10191         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10192                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10193         if (!bmap)
10194                 goto error;
10195         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10196                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10197                 if (k < 0)
10198                         goto error;
10199                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10200         }
10201         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10202                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10203                 if (l < 0)
10204                         goto error;
10205                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10206                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10207                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10208                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10209                                             eq->row[i][pos]);
10210                                 ++pos;
10211                         }
10212                 }
10213         }
10214         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10215                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10216                 if (l < 0)
10217                         goto error;
10218                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10219                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10220                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10221                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10222                                             ineq->row[i][pos]);
10223                                 ++pos;
10224                         }
10225                 }
10226         }
10227
10228         isl_space_free(dim);
10229         isl_mat_free(eq);
10230         isl_mat_free(ineq);
10231
10232         return bmap;
10233 error:
10234         isl_space_free(dim);
10235         isl_mat_free(eq);
10236         isl_mat_free(ineq);
10237         return NULL;
10238 }
10239
10240 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10241         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10242         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10243 {
10244         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10245                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10246 }
10247
10248 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10249         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10250         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10251 {
10252         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10253                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10254 }
10255
10256 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10257         __isl_take isl_space *dim,
10258         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10259         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10260 {
10261         return (isl_basic_set*)
10262             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10263                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10264 }
10265
10266 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10267 {
10268         if (!bmap)
10269                 return -1;
10270         
10271         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10272 }
10273
10274 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10275 {
10276         if (!map)
10277                 return -1;
10278         
10279         return isl_space_can_zip(map->dim);
10280 }
10281
10282 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10283  * (A -> C) -> (B -> D).
10284  */
10285 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10286 {
10287         unsigned pos;
10288         unsigned n1;
10289         unsigned n2;
10290
10291         if (!bmap)
10292                 return NULL;
10293
10294         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10295                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10296                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10297         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10298                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10299         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10300         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10301         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10302         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10303         if (!bmap)
10304                 return NULL;
10305         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10306         if (!bmap->dim)
10307                 goto error;
10308         return bmap;
10309 error:
10310         isl_basic_map_free(bmap);
10311         return NULL;
10312 }
10313
10314 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10315  * (A -> C) -> (B -> D).
10316  */
10317 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10318 {
10319         int i;
10320
10321         if (!map)
10322                 return NULL;
10323
10324         if (!isl_map_can_zip(map))
10325                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10326                         goto error);
10327
10328         map = isl_map_cow(map);
10329         if (!map)
10330                 return NULL;
10331
10332         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10333                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10334                 if (!map->p[i])
10335                         goto error;
10336         }
10337
10338         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10339         if (!map->dim)
10340                 goto error;
10341
10342         return map;
10343 error:
10344         isl_map_free(map);
10345         return NULL;
10346 }
10347
10348 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10349  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10350  */
10351 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10352 {
10353         if (!bmap)
10354                 return -1;
10355
10356         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10357 }
10358
10359 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10360  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10361  */
10362 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10363 {
10364         if (!map)
10365                 return -1;
10366
10367         return isl_space_can_curry(map->dim);
10368 }
10369
10370 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10371  * A -> (B -> C).
10372  */
10373 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10374 {
10375
10376         if (!bmap)
10377                 return NULL;
10378
10379         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10380                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10381                         "basic map cannot be curried", goto error);
10382         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10383         if (!bmap->dim)
10384                 goto error;
10385         return bmap;
10386 error:
10387         isl_basic_map_free(bmap);
10388         return NULL;
10389 }
10390
10391 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10392  * A -> (B -> C).
10393  */
10394 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10395 {
10396         int i;
10397
10398         if (!map)
10399                 return NULL;
10400
10401         if (!isl_map_can_curry(map))
10402                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10403                         goto error);
10404
10405         map = isl_map_cow(map);
10406         if (!map)
10407                 return NULL;
10408
10409         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10410                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10411                 if (!map->p[i])
10412                         goto error;
10413         }
10414
10415         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10416         if (!map->dim)
10417                 goto error;
10418
10419         return map;
10420 error:
10421         isl_map_free(map);
10422         return NULL;
10423 }
10424
10425 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10426  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10427  */
10428 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10429 {
10430         if (!bmap)
10431                 return -1;
10432
10433         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10434 }
10435
10436 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10437  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10438  */
10439 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10440 {
10441         if (!map)
10442                 return -1;
10443
10444         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10445 }
10446
10447 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10448  * (A -> B) -> C.
10449  */
10450 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10451 {
10452
10453         if (!bmap)
10454                 return NULL;
10455
10456         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10457                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10458                         "basic map cannot be uncurried",
10459                         return isl_basic_map_free(bmap));
10460         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10461         if (!bmap->dim)
10462                 return isl_basic_map_free(bmap);
10463         return bmap;
10464 }
10465
10466 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10467  * (A -> B) -> C.
10468  */
10469 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10470 {
10471         int i;
10472
10473         if (!map)
10474                 return NULL;
10475
10476         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10477                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10478                         return isl_map_free(map));
10479
10480         map = isl_map_cow(map);
10481         if (!map)
10482                 return NULL;
10483
10484         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10485                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10486                 if (!map->p[i])
10487                         return isl_map_free(map);
10488         }
10489
10490         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10491         if (!map->dim)
10492                 return isl_map_free(map);
10493
10494         return map;
10495 }
10496
10497 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10498  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10499  */
10500 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10501 {
10502         int k;
10503         int pos;
10504         isl_local_space *ls;
10505         isl_basic_map *bmap;
10506
10507         if (!aff)
10508                 return NULL;
10509
10510         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10511         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10512         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10513         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10514         if (k < 0)
10515                 goto error;
10516
10517         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10518         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10519         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10520         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10521                     aff->v->size - (pos + 1));
10522
10523         isl_aff_free(aff);
10524         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10525         return bmap;
10526 error:
10527         isl_aff_free(aff);
10528         isl_basic_map_free(bmap);
10529         return NULL;
10530 }
10531
10532 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10533  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10534  */
10535 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10536 {
10537         isl_basic_map *bmap;
10538
10539         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10540         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10541 }
10542
10543 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10544  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10545  * corresponding affine expression.
10546  */
10547 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10548         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10549 {
10550         int i;
10551         isl_space *space;
10552         isl_basic_map *bmap;
10553
10554         if (!maff)
10555                 return NULL;
10556
10557         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10558                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10559                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10560
10561         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10562         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10563
10564         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10565                 isl_aff *aff;
10566                 isl_basic_map *bmap_i;
10567
10568                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10569                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10570
10571                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10572         }
10573
10574         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10575
10576         isl_multi_aff_free(maff);
10577         return bmap;
10578 }
10579
10580 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10581  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10582  * corresponding affine expression.
10583  */
10584 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10585 {
10586         isl_basic_map *bmap;
10587
10588         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10589         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10590 }
10591
10592 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10593  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10594  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10595  * corresponding affine expression.
10596  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10597  * domain_dim.
10598  */
10599 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10600         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10601 {
10602         int i;
10603         isl_space *dim;
10604         isl_basic_map *bmap;
10605
10606         if (!list)
10607                 return NULL;
10608
10609         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10610         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10611
10612         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10613                 isl_aff *aff;
10614                 isl_basic_map *bmap_i;
10615
10616                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10617                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10618
10619                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10620         }
10621
10622         isl_aff_list_free(list);
10623         return bmap;
10624 }
10625
10626 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10627         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10628 {
10629         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10630 }
10631
10632 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10633  */
10634 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10635         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10636 {
10637         isl_basic_map *bmap = NULL;
10638         int i;
10639
10640         if (!space)
10641                 return NULL;
10642
10643         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10644                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10645                         "index out of bounds", goto error);
10646         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10647                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10648                         "index out of bounds", goto error);
10649
10650         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10651                 return isl_basic_map_universe(space);
10652
10653         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10654         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10655         if (i < 0)
10656                 goto error;
10657         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10658         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10659         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10660         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10661         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10662         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10663         isl_space_free(space);
10664         return bmap;
10665 error:
10666         isl_space_free(space);
10667         isl_basic_map_free(bmap);
10668         return NULL;
10669 }
10670
10671 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10672  */
10673 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10674         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10675 {
10676         isl_basic_map *eq;
10677
10678         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10679
10680         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10681
10682         return bmap;
10683 }
10684
10685 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10686  */
10687 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10688         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10689 {
10690         isl_basic_map *bmap;
10691
10692         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10693
10694         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10695
10696         return map;
10697 }
10698
10699 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10700  */
10701 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10702         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10703 {
10704         isl_basic_map *bmap = NULL;
10705         int i;
10706
10707         if (!map)
10708                 return NULL;
10709
10710         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10711                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10712                         "index out of bounds", goto error);
10713         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10714                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10715                         "index out of bounds", goto error);
10716
10717         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10718         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10719         if (i < 0)
10720                 goto error;
10721         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10722         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10723         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10724         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10725         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10726         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10727
10728         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10729
10730         return map;
10731 error:
10732         isl_basic_map_free(bmap);
10733         isl_map_free(map);
10734         return NULL;
10735 }
10736
10737 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10738  * greater than or equal to that of the second.
10739  */
10740 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10741         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10742 {
10743         isl_constraint *c;
10744         isl_local_space *ls;
10745
10746         if (!bmap)
10747                 return NULL;
10748
10749         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10750                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10751                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10752         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10753                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10754                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10755
10756         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10757                 return bmap;
10758
10759         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10760         c = isl_inequality_alloc(ls);
10761         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10762         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10763         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10764
10765         return bmap;
10766 }
10767
10768 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10769  * greater than that of the second.
10770  */
10771 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10772         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10773 {
10774         isl_basic_map *bmap = NULL;
10775         int i;
10776
10777         if (!map)
10778                 return NULL;
10779
10780         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10781                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10782                         "index out of bounds", goto error);
10783         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10784                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10785                         "index out of bounds", goto error);
10786
10787         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10788                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10789                 isl_map_free(map);
10790                 return isl_map_empty(space);
10791         }
10792
10793         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10794         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10795         if (i < 0)
10796                 goto error;
10797         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10798         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10799         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10800         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10801         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10802         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10803         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10804
10805         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10806
10807         return map;
10808 error:
10809         isl_basic_map_free(bmap);
10810         isl_map_free(map);
10811         return NULL;
10812 }
10813
10814 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10815  * smaller than that of the second.
10816  */
10817 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10818         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10819 {
10820         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10821 }
10822
10823 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10824         int pos)
10825 {
10826         isl_aff *div;
10827         isl_local_space *ls;
10828
10829         if (!bmap)
10830                 return NULL;
10831
10832         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10833                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10834                         "some divs are unknown", return NULL);
10835
10836         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10837         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10838         isl_local_space_free(ls);
10839
10840         return div;
10841 }
10842
10843 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10844         int pos)
10845 {
10846         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10847 }
10848
10849 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10850  *
10851  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10852  *
10853  *      f/d
10854  *
10855  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10856  *
10857  *      floor((a i + g)/m)
10858  *
10859  * is replaced by
10860  *
10861  *      floor((a f + d g)/(m d))
10862  *
10863  * Constraints of the form
10864  *
10865  *      a i + g
10866  *
10867  * are replaced by
10868  *
10869  *      a f + d g
10870  *
10871  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10872  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10873  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10874  */
10875 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10876         __isl_take isl_basic_set *bset,
10877         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10878 {
10879         int i;
10880         isl_int v;
10881         isl_ctx *ctx;
10882
10883         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10884                 return bset;
10885
10886         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10887         if (!bset || !subs)
10888                 goto error;
10889
10890         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10891         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10892                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10893                         "spaces don't match", goto error);
10894         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10895                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10896                         "cannot handle divs yet", goto error);
10897         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10898                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10899                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10900
10901         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10902
10903         isl_int_init(v);
10904
10905         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10906                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10907                         continue;
10908                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10909                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10910                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10911                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10912         }
10913
10914         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10915                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10916                         continue;
10917                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10918                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10919                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10920                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10921         }
10922
10923         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10924                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10925                         continue;
10926                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10927                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10928                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10929                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10930                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10931                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10932         }
10933
10934         isl_int_clear(v);
10935
10936         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10937         return isl_basic_set_finalize(bset);
10938 error:
10939         isl_basic_set_free(bset);
10940         return NULL;
10941 }
10942
10943 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10944  */
10945 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10946         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10947 {
10948         int i;
10949
10950         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10951                 return set;
10952
10953         set = isl_set_cow(set);
10954         if (!set || !subs)
10955                 goto error;
10956
10957         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10958                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10959                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10960                         goto error;
10961         }
10962
10963         return set;
10964 error:
10965         isl_set_free(set);
10966         return NULL;
10967 }
10968
10969 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10970  * Return -1 if anything is wrong.
10971  */
10972 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
10973         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10974 {
10975         int m;
10976         isl_space *ma_space;
10977
10978         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
10979         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
10980         isl_space_free(ma_space);
10981         if (m >= 0 && !m)
10982                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10983                         "spaces don't match", return -1);
10984         return m;
10985 }
10986
10987 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
10988  * Return -1 if anything is wrong.
10989  */
10990 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
10991         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10992 {
10993         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
10994 }
10995
10996 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
10997  * of the other divs in "bset".
10998  */
10999 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11000         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11001 {
11002         int i;
11003         isl_local_space *ls;
11004
11005         if (n_div == 0)
11006                 return 0;
11007
11008         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11009         if (!ls)
11010                 return -1;
11011
11012         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11013                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11014                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11015                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11016                         goto error;
11017         }
11018
11019         isl_local_space_free(ls);
11020         return 0;
11021 error:
11022         isl_local_space_free(ls);
11023         return -1;
11024 }
11025
11026 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11027  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11028  * different from one?
11029  */
11030 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11031 {
11032         int i;
11033         int strides = 0;
11034
11035         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11036                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11037                         strides++;
11038
11039         return strides;
11040 }
11041
11042 /* For each affine expression in ma of the form
11043  *
11044  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11045  *
11046  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11047  * of the form
11048  *
11049  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11050  *
11051  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11052  */
11053 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11054         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11055 {
11056         int i, k;
11057         int div;
11058         int total;
11059
11060         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11061         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11062                 int len;
11063
11064                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11065                         continue;
11066                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11067                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11068                 if (div < 0 || k < 0)
11069                         goto error;
11070                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11071                 len = ma->p[i]->v->size;
11072                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11073                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11074                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11075                 total++;
11076         }
11077
11078         return bset;
11079 error:
11080         isl_basic_set_free(bset);
11081         return NULL;
11082 }
11083
11084 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11085  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11086  * that lives in the domain space of "ma".
11087  *
11088  * If bset is represented by
11089  *
11090  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11091  *
11092  * and ma is represented by
11093  *
11094  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11095  *
11096  * then the result is
11097  *
11098  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11099  *
11100  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11101  * In particular
11102  *
11103  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11104  *
11105  * becomes
11106  *
11107  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11108  *
11109  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11110  *
11111  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11112  *
11113  * the additional constraints are added to ensure that we only
11114  * map back integer points.  That is we enforce
11115  *
11116  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11117  *
11118  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11119  *
11120  * We first copy over the divs from "ma".
11121  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11122  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11123  */
11124 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11125         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11126 {
11127         int i, k;
11128         isl_space *space;
11129         isl_basic_set *res = NULL;
11130         int n_div_bset, n_div_ma;
11131         isl_int f, c1, c2, g;
11132         int rational, strides;
11133
11134         isl_int_init(f);
11135         isl_int_init(c1);
11136         isl_int_init(c2);
11137         isl_int_init(g);
11138
11139         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11140         if (!bset || !ma)
11141                 goto error;
11142         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11143                 goto error;
11144
11145         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11146         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11147
11148         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11149         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11150         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11151         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11152                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11153         if (rational)
11154                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11155
11156         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11157                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11158                         goto error;
11159
11160         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11161                 goto error;
11162
11163         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11164                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11165                 if (k < 0)
11166                         goto error;
11167                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11168                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11169         }
11170
11171         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11172                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11173                 if (k < 0)
11174                         goto error;
11175                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11176                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11177         }
11178
11179         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11180                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11181                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11182                         continue;
11183                 }
11184                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11185                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11186         }
11187
11188         if (strides)
11189                 res = add_ma_strides(res, ma);
11190
11191         isl_int_clear(f);
11192         isl_int_clear(c1);
11193         isl_int_clear(c2);
11194         isl_int_clear(g);
11195         isl_basic_set_free(bset);
11196         isl_multi_aff_free(ma);
11197         res = isl_basic_set_simplify(res);
11198         return isl_basic_set_finalize(res);
11199 error:
11200         isl_int_clear(f);
11201         isl_int_clear(c1);
11202         isl_int_clear(c2);
11203         isl_int_clear(g);
11204         isl_basic_set_free(bset);
11205         isl_multi_aff_free(ma);
11206         isl_basic_set_free(res);
11207         return NULL;
11208 }
11209
11210 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11211  * Return -1 if anything is wrong.
11212  */
11213 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11214         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11215 {
11216         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11217 }
11218
11219 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11220  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11221  * that lives in the domain space of "ma".
11222  */
11223 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11224         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11225 {
11226         int i;
11227
11228         set = isl_set_cow(set);
11229         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11230         if (!set || !ma)
11231                 goto error;
11232         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11233                 goto error;
11234
11235         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11236                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11237                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11238                 if (!set->p[i])
11239                         goto error;
11240         }
11241
11242         isl_space_free(set->dim);
11243         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11244         if (!set->dim)
11245                 goto error;
11246
11247         isl_multi_aff_free(ma);
11248         if (set->n > 1)
11249                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11250         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11251         return set;
11252 error:
11253         isl_multi_aff_free(ma);
11254         isl_set_free(set);
11255         return NULL;
11256 }
11257
11258 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11259         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11260 {
11261         if (!set || !ma)
11262                 goto error;
11263
11264         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11265                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11266
11267         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11268             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11269                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11270                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11271         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11272         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11273
11274         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11275 error:
11276         isl_multi_aff_free(ma);
11277         return isl_set_free(set);
11278 }
11279
11280 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11281  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11282  * that lives in the domain space of "pma".
11283  */
11284 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11285         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11286 {
11287         int i;
11288         isl_set *res;
11289
11290         if (!pma)
11291                 goto error;
11292
11293         if (pma->n == 0) {
11294                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11295                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11296                 isl_set_free(set);
11297                 return res;
11298         }
11299
11300         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11301                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11302         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11303
11304         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11305                 isl_set *res_i;
11306
11307                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11308                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11309                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11310                 res = isl_set_union(res, res_i);
11311         }
11312
11313         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11314         isl_set_free(set);
11315         return res;
11316 error:
11317         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11318         isl_set_free(set);
11319         return NULL;
11320 }
11321
11322 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11323         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11324 {
11325         if (!set || !pma)
11326                 goto error;
11327
11328         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11329                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11330
11331         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11332             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11333                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11334                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11335         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11336         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11337
11338         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11339 error:
11340         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11341         return isl_set_free(set);
11342 }