isl_basic_map_compute_divs: compress existentially quantified variables
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012-2013 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 #include <isl_morph.h>
37
38 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
39 {
40         switch (type) {
41         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
42         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
43         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
44         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
45         default:                return 0;
46         }
47 }
48
49 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
50 {
51         switch (type) {
52         case isl_dim_param:     return 1;
53         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
54         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
55         default:                return 0;
56         }
57 }
58
59 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
60                                 enum isl_dim_type type)
61 {
62         if (!bmap)
63                 return 0;
64         switch (type) {
65         case isl_dim_cst:       return 1;
66         case isl_dim_param:
67         case isl_dim_in:
68         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
69         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
70         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
71         default:                return 0;
72         }
73 }
74
75 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
76 {
77         return map ? n(map->dim, type) : 0;
78 }
79
80 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
81 {
82         return set ? n(set->dim, type) : 0;
83 }
84
85 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
86                                         enum isl_dim_type type)
87 {
88         isl_space *dim = bmap->dim;
89         switch (type) {
90         case isl_dim_cst:       return 0;
91         case isl_dim_param:     return 1;
92         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
93         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
94         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
95         default:                return 0;
96         }
97 }
98
99 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
100                                         enum isl_dim_type type)
101 {
102         return isl_basic_map_offset(bset, type);
103 }
104
105 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
106 {
107         return pos(map->dim, type);
108 }
109
110 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
111                                 enum isl_dim_type type)
112 {
113         return isl_basic_map_dim(bset, type);
114 }
115
116 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
117 {
118         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
119 }
120
121 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
122 {
123         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
124 }
125
126 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
127 {
128         if (!bset)
129                 return 0;
130         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
131 }
132
133 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
134 {
135         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
136 }
137
138 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
139 {
140         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
141 }
142
143 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
144 {
145         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
146 }
147
148 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
149 {
150         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
151 }
152
153 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
154 {
155         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
156 }
157
158 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
159 {
160         return bmap ? bmap->n_div : 0;
161 }
162
163 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
164 {
165         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
166 }
167
168 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
169 {
170         return map ? map->dim->n_in : 0;
171 }
172
173 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
174 {
175         return map ? map->dim->n_out : 0;
176 }
177
178 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
179 {
180         return map ? map->dim->nparam : 0;
181 }
182
183 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
184 {
185         int m;
186         if (!map || !set)
187                 return -1;
188         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
189         if (m < 0 || !m)
190                 return m;
191         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
192 }
193
194 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
195                 struct isl_basic_set *bset)
196 {
197         int m;
198         if (!bmap || !bset)
199                 return -1;
200         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
201         if (m < 0 || !m)
202                 return m;
203         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
204 }
205
206 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
207 {
208         int m;
209         if (!map || !set)
210                 return -1;
211         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
212         if (m < 0 || !m)
213                 return m;
214         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
215 }
216
217 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
218                 struct isl_basic_set *bset)
219 {
220         int m;
221         if (!bmap || !bset)
222                 return -1;
223         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
224         if (m < 0 || !m)
225                 return m;
226         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
227 }
228
229 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
230 {
231         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
232 }
233
234 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
235 {
236         return bset ? bset->ctx : NULL;
237 }
238
239 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
240 {
241         return map ? map->ctx : NULL;
242 }
243
244 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
245 {
246         return set ? set->ctx : NULL;
247 }
248
249 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
250 {
251         if (!bmap)
252                 return NULL;
253         return isl_space_copy(bmap->dim);
254 }
255
256 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
257 {
258         if (!bset)
259                 return NULL;
260         return isl_space_copy(bset->dim);
261 }
262
263 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
264  */
265 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
266 {
267         int i;
268         isl_ctx *ctx;
269         isl_mat *div;
270         unsigned total;
271         unsigned cols;
272
273         if (!bmap)
274                 return NULL;
275
276         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
277         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
278         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
279         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
280         if (!div)
281                 return NULL;
282
283         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
284                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
285
286         return div;
287 }
288
289 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
290         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
291 {
292         isl_mat *div;
293
294         if (!bmap)
295                 return NULL;
296
297         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
298         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
299 }
300
301 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
302         __isl_keep isl_basic_set *bset)
303 {
304         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
305 }
306
307 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
308         __isl_take isl_local_space *ls)
309 {
310         int i;
311         int n_div;
312         isl_basic_map *bmap;
313
314         if (!ls)
315                 return NULL;
316
317         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
318         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
319                                         n_div, 0, 2 * n_div);
320
321         for (i = 0; i < n_div; ++i)
322                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
323                         goto error;
324
325         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
326                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
327                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
328                         goto error;
329         }
330                                         
331         isl_local_space_free(ls);
332         return bmap;
333 error:
334         isl_local_space_free(ls);
335         isl_basic_map_free(bmap);
336         return NULL;
337 }
338
339 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
340         __isl_take isl_local_space *ls)
341 {
342         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
343 }
344
345 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
346 {
347         if (!map)
348                 return NULL;
349         return isl_space_copy(map->dim);
350 }
351
352 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
353 {
354         if (!set)
355                 return NULL;
356         return isl_space_copy(set->dim);
357 }
358
359 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
360         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
361 {
362         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
363         if (!bmap)
364                 return NULL;
365         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
366         if (!bmap->dim)
367                 goto error;
368         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
369         return bmap;
370 error:
371         isl_basic_map_free(bmap);
372         return NULL;
373 }
374
375 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
376         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
377 {
378         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
379 }
380
381 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
382         enum isl_dim_type type)
383 {
384         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
385 }
386
387 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
388         enum isl_dim_type type, const char *s)
389 {
390         int i;
391
392         map = isl_map_cow(map);
393         if (!map)
394                 return NULL;
395
396         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
397         if (!map->dim)
398                 goto error;
399
400         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
401                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
402                 if (!map->p[i])
403                         goto error;
404         }
405
406         return map;
407 error:
408         isl_map_free(map);
409         return NULL;
410 }
411
412 /* Does the input or output tuple have a name?
413  */
414 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
415 {
416         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
417 }
418
419 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
420         enum isl_dim_type type)
421 {
422         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
423 }
424
425 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
426         const char *s)
427 {
428         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
429 }
430
431 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
432         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
433 {
434         map = isl_map_cow(map);
435         if (!map)
436                 return isl_id_free(id);
437
438         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
439
440         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
441 }
442
443 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
444         __isl_take isl_id *id)
445 {
446         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
447 }
448
449 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
450         enum isl_dim_type type)
451 {
452         map = isl_map_cow(map);
453         if (!map)
454                 return NULL;
455
456         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
457
458         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
459 }
460
461 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
462 {
463         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
464 }
465
466 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
467 {
468         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
469 }
470
471 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
472         enum isl_dim_type type)
473 {
474         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
475 }
476
477 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
478 {
479         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
480 }
481
482 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
483 {
484         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
485 }
486
487 /* Does the set tuple have a name?
488  */
489 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
490 {
491         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
492 }
493
494
495 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
496 {
497         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
498 }
499
500 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
501 {
502         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
503 }
504
505 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
506         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
507 {
508         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
509 }
510
511 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
512         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
513 {
514         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
515 }
516
517 /* Does the given dimension have a name?
518  */
519 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
520         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
521 {
522         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
523 }
524
525 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
526         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
527 {
528         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
529 }
530
531 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
532         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
533 {
534         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
535 }
536
537 /* Does the given dimension have a name?
538  */
539 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
540         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
541 {
542         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
543 }
544
545 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
546         __isl_take isl_basic_map *bmap,
547         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
548 {
549         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
550         if (!bmap)
551                 return NULL;
552         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
553         if (!bmap->dim)
554                 goto error;
555         return isl_basic_map_finalize(bmap);
556 error:
557         isl_basic_map_free(bmap);
558         return NULL;
559 }
560
561 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
562         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
563 {
564         int i;
565
566         map = isl_map_cow(map);
567         if (!map)
568                 return NULL;
569
570         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
571         if (!map->dim)
572                 goto error;
573
574         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
575                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
576                 if (!map->p[i])
577                         goto error;
578         }
579
580         return map;
581 error:
582         isl_map_free(map);
583         return NULL;
584 }
585
586 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
587         __isl_take isl_basic_set *bset,
588         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
589 {
590         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
591                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
592 }
593
594 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
595         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
596 {
597         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
598 }
599
600 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
601         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
602 {
603         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
604 }
605
606 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
607         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
608 {
609         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
610 }
611
612 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
613         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
614 {
615         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
616 }
617
618 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
619         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
620 {
621         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
622 }
623
624 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
625         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
626 {
627         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
628 }
629
630 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
631         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
632 {
633         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
634 }
635
636 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
637         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
638 {
639         map = isl_map_cow(map);
640         if (!map)
641                 return isl_id_free(id);
642
643         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
644
645         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
646 }
647
648 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
649         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
650 {
651         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
652 }
653
654 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
655         __isl_keep isl_id *id)
656 {
657         if (!map)
658                 return -1;
659         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
660 }
661
662 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
663         __isl_keep isl_id *id)
664 {
665         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
666 }
667
668 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
669         const char *name)
670 {
671         if (!map)
672                 return -1;
673         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
674 }
675
676 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
677         const char *name)
678 {
679         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
680 }
681
682 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
683 {
684         if (!bmap)
685                 return -1;
686         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
687 }
688
689 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
690 {
691         return isl_basic_map_is_rational(bset);
692 }
693
694 /* Does "bmap" contain any rational points?
695  *
696  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
697  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
698  * is marked as rational.
699  */
700 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
701 {
702         int has_rational = 1;
703         unsigned total;
704
705         if (!bmap)
706                 return -1;
707         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
708                 return 0;
709         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
710                 return 0;
711         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
712         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
713         if (!bmap)
714                 return -1;
715         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
716         if (bmap->n_eq == total) {
717                 int i, j;
718                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
719                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
720                         if (j < 0)
721                                 break;
722                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
723                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
724                                 break;
725                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
726                                                     total - j - 1);
727                         if (j >= 0)
728                                 break;
729                 }
730                 if (i == bmap->n_eq)
731                         has_rational = 0;
732         }
733         isl_basic_map_free(bmap);
734
735         return has_rational;
736 }
737
738 /* Does "map" contain any rational points?
739  */
740 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
741 {
742         int i;
743         int has_rational;
744
745         if (!map)
746                 return -1;
747         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
748                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
749                 if (has_rational < 0)
750                         return -1;
751                 if (has_rational)
752                         return 1;
753         }
754         return 0;
755 }
756
757 /* Does "set" contain any rational points?
758  */
759 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
760 {
761         return isl_map_has_rational(set);
762 }
763
764 /* Is this basic set a parameter domain?
765  */
766 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
767 {
768         if (!bset)
769                 return -1;
770         return isl_space_is_params(bset->dim);
771 }
772
773 /* Is this set a parameter domain?
774  */
775 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
776 {
777         if (!set)
778                 return -1;
779         return isl_space_is_params(set->dim);
780 }
781
782 /* Is this map actually a parameter domain?
783  * Users should never call this function.  Outside of isl,
784  * a map can never be a parameter domain.
785  */
786 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
787 {
788         if (!map)
789                 return -1;
790         return isl_space_is_params(map->dim);
791 }
792
793 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
794                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
795                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
796 {
797         int i;
798         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
799
800         bmap->ctx = ctx;
801         isl_ctx_ref(ctx);
802
803         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
804         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
805                 goto error;
806
807         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
808         if (!bmap->ineq)
809                 goto error;
810
811         if (extra == 0) {
812                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
813                 bmap->div = NULL;
814         } else {
815                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
816                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
817                         goto error;
818
819                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
820                 if (!bmap->div)
821                         goto error;
822         }
823
824         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
825                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
826
827         for (i = 0; i < extra; ++i)
828                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
829
830         bmap->ref = 1;
831         bmap->flags = 0;
832         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
833         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
834         bmap->extra = extra;
835         bmap->n_eq = 0;
836         bmap->n_ineq = 0;
837         bmap->n_div = 0;
838         bmap->sample = NULL;
839
840         return bmap;
841 error:
842         isl_basic_map_free(bmap);
843         return NULL;
844 }
845
846 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
847                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
848                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
849 {
850         struct isl_basic_map *bmap;
851         isl_space *space;
852
853         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
854         if (!space)
855                 return NULL;
856
857         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
858         return (struct isl_basic_set *)bmap;
859 }
860
861 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
862                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
863 {
864         struct isl_basic_map *bmap;
865         if (!dim)
866                 return NULL;
867         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
868         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
869         return (struct isl_basic_set *)bmap;
870 error:
871         isl_space_free(dim);
872         return NULL;
873 }
874
875 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
876                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
877 {
878         struct isl_basic_map *bmap;
879
880         if (!dim)
881                 return NULL;
882         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
883         if (!bmap)
884                 goto error;
885         bmap->dim = dim;
886
887         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
888 error:
889         isl_space_free(dim);
890         return NULL;
891 }
892
893 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
894                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
895                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
896 {
897         struct isl_basic_map *bmap;
898         isl_space *dim;
899
900         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
901         if (!dim)
902                 return NULL;
903
904         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
905         return bmap;
906 }
907
908 static void dup_constraints(
909                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
910 {
911         int i;
912         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
913
914         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
915                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
916                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
917         }
918
919         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
920                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
921                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
922         }
923
924         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
925                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
926                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
927         }
928         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
929 }
930
931 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
932 {
933         struct isl_basic_map *dup;
934
935         if (!bmap)
936                 return NULL;
937         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
938                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
939         if (!dup)
940                 return NULL;
941         dup_constraints(dup, bmap);
942         dup->flags = bmap->flags;
943         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
944         return dup;
945 }
946
947 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
948 {
949         struct isl_basic_map *dup;
950
951         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
952         return (struct isl_basic_set *)dup;
953 }
954
955 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
956 {
957         if (!bset)
958                 return NULL;
959
960         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
961                 bset->ref++;
962                 return bset;
963         }
964         return isl_basic_set_dup(bset);
965 }
966
967 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
968 {
969         if (!set)
970                 return NULL;
971
972         set->ref++;
973         return set;
974 }
975
976 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
977 {
978         if (!bmap)
979                 return NULL;
980
981         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
982                 bmap->ref++;
983                 return bmap;
984         }
985         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
986         if (bmap)
987                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
988         return bmap;
989 }
990
991 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
992 {
993         if (!map)
994                 return NULL;
995
996         map->ref++;
997         return map;
998 }
999
1000 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1001 {
1002         if (!bmap)
1003                 return NULL;
1004
1005         if (--bmap->ref > 0)
1006                 return NULL;
1007
1008         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1009         free(bmap->div);
1010         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1011         free(bmap->ineq);
1012         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1013         isl_vec_free(bmap->sample);
1014         isl_space_free(bmap->dim);
1015         free(bmap);
1016
1017         return NULL;
1018 }
1019
1020 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1021 {
1022         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1023 }
1024
1025 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1026 {
1027         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1028 }
1029
1030 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1031         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1032         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1033                                     __isl_take isl_map *map2))
1034 {
1035         if (!map1 || !map2)
1036                 goto error;
1037         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1038                 return fn(map1, map2);
1039         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1040             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1041                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1042                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1043         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1044         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1045         return fn(map1, map2);
1046 error:
1047         isl_map_free(map1);
1048         isl_map_free(map2);
1049         return NULL;
1050 }
1051
1052 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1053         __isl_keep isl_map *map2,
1054         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1055 {
1056         int r;
1057
1058         if (!map1 || !map2)
1059                 return -1;
1060         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1061                 return fn(map1, map2);
1062         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1063             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1064                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1065                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1066         map1 = isl_map_copy(map1);
1067         map2 = isl_map_copy(map2);
1068         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1069         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1070         r = fn(map1, map2);
1071         isl_map_free(map1);
1072         isl_map_free(map2);
1073         return r;
1074 }
1075
1076 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1077 {
1078         struct isl_ctx *ctx;
1079         if (!bmap)
1080                 return -1;
1081         ctx = bmap->ctx;
1082         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1083         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1084                         return -1);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1089         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1090         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1091                 isl_int *t;
1092                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1093                 if (j < 0)
1094                         return -1;
1095                 t = bmap->ineq[j];
1096                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1097                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1098                 bmap->eq[-1] = t;
1099                 bmap->n_eq++;
1100                 bmap->n_ineq--;
1101                 bmap->eq--;
1102                 return 0;
1103         }
1104         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1105                       bmap->extra - bmap->n_div);
1106         return bmap->n_eq++;
1107 }
1108
1109 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1110 {
1111         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1112 }
1113
1114 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1115 {
1116         if (!bmap)
1117                 return -1;
1118         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1119         bmap->n_eq -= n;
1120         return 0;
1121 }
1122
1123 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1124 {
1125         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1126 }
1127
1128 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1129 {
1130         isl_int *t;
1131         if (!bmap)
1132                 return -1;
1133         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1134
1135         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1136                 t = bmap->eq[pos];
1137                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1138                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1139         }
1140         bmap->n_eq--;
1141         return 0;
1142 }
1143
1144 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1145 {
1146         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1147 }
1148
1149 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1150  *
1151  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1152  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1153  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1154  * change in the ordering of the constraints.
1155  */
1156 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1157                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1158 {
1159         isl_int *t;
1160
1161         t = bmap->ineq[pos];
1162         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1163         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1164         bmap->eq[-1] = t;
1165         bmap->n_eq++;
1166         bmap->n_ineq--;
1167         bmap->eq--;
1168         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1169         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1170         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1171         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1172 }
1173
1174 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1175 {
1176         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1177 }
1178
1179 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1180 {
1181         struct isl_ctx *ctx;
1182         if (!bmap)
1183                 return -1;
1184         ctx = bmap->ctx;
1185         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1186         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1187         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1188         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1189         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1190         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1191                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1192                       bmap->extra - bmap->n_div);
1193         return bmap->n_ineq++;
1194 }
1195
1196 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1197 {
1198         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1199 }
1200
1201 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1202 {
1203         if (!bmap)
1204                 return -1;
1205         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1206         bmap->n_ineq -= n;
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1211 {
1212         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1213 }
1214
1215 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1216 {
1217         isl_int *t;
1218         if (!bmap)
1219                 return -1;
1220         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1221
1222         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1223                 t = bmap->ineq[pos];
1224                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1225                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1226                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1227         }
1228         bmap->n_ineq--;
1229         return 0;
1230 }
1231
1232 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1233 {
1234         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1235 }
1236
1237 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1238         isl_int *eq)
1239 {
1240         int k;
1241
1242         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1243         if (!bmap)
1244                 return NULL;
1245         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1246         if (k < 0)
1247                 goto error;
1248         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1249         return bmap;
1250 error:
1251         isl_basic_map_free(bmap);
1252         return NULL;
1253 }
1254
1255 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1256         isl_int *eq)
1257 {
1258         return (isl_basic_set *)
1259                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1260 }
1261
1262 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1263         isl_int *ineq)
1264 {
1265         int k;
1266
1267         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1268         if (!bmap)
1269                 return NULL;
1270         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1271         if (k < 0)
1272                 goto error;
1273         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1274         return bmap;
1275 error:
1276         isl_basic_map_free(bmap);
1277         return NULL;
1278 }
1279
1280 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1281         isl_int *ineq)
1282 {
1283         return (isl_basic_set *)
1284                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1285 }
1286
1287 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1288 {
1289         if (!bmap)
1290                 return -1;
1291         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1292         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1293                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1294                       bmap->extra - bmap->n_div);
1295         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1296         return bmap->n_div++;
1297 }
1298
1299 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1300 {
1301         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1302 }
1303
1304 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1305 {
1306         if (!bmap)
1307                 return -1;
1308         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1309         bmap->n_div -= n;
1310         return 0;
1311 }
1312
1313 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1314 {
1315         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1316 }
1317
1318 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1319  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1320  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1321  * variables.
1322  */
1323 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1324                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1325                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1326 {
1327         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1328         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1329         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1330         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1331         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1332         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1333         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1334         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1335         if (dst_nparam > src_nparam)
1336                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1337                                 dst_nparam - src_nparam);
1338         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1339         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1340                     src+1+src_nparam,
1341                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1342         if (dst_in-in_off > src_in)
1343                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1344                                 dst_in - in_off - src_in);
1345         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1346         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1347                     src+1+src_nparam+src_in,
1348                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1349         if (dst_out-out_off > src_out)
1350                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1351                                 dst_out - out_off - src_out);
1352         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1353         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1354                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1355                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1356         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1357                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1358                                 div_off+src_map->n_div,
1359                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1360 }
1361
1362 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1363                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1364                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1365 {
1366         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1367         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1368 }
1369
1370 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1371                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1372 {
1373         int i;
1374         unsigned div_off;
1375
1376         if (!bmap1 || !bmap2)
1377                 goto error;
1378
1379         div_off = bmap1->n_div;
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1394                                 i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1398                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1399                 if (i1 < 0)
1400                         goto error;
1401                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1402                          i_pos, o_pos, div_off);
1403         }
1404
1405         isl_basic_map_free(bmap2);
1406
1407         return bmap1;
1408
1409 error:
1410         isl_basic_map_free(bmap1);
1411         isl_basic_map_free(bmap2);
1412         return NULL;
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1416                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1417 {
1418         return (struct isl_basic_set *)
1419                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1420                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1421 }
1422
1423 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1424                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1425                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1426 {
1427         struct isl_basic_map *ext;
1428         unsigned flags;
1429         int dims_ok;
1430
1431         if (!dim)
1432                 goto error;
1433
1434         if (!base)
1435                 goto error;
1436
1437         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1438                   base->extra >= base->n_div + extra;
1439
1440         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1441                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1442                 isl_space_free(dim);
1443                 return base;
1444         }
1445
1446         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1447         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1448         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1449         extra += base->extra;
1450         n_eq += base->n_eq;
1451         n_ineq += base->n_ineq;
1452
1453         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1454         dim = NULL;
1455         if (!ext)
1456                 goto error;
1457
1458         if (dims_ok)
1459                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1460         flags = base->flags;
1461         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1462         if (ext) {
1463                 ext->flags = flags;
1464                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1465         }
1466
1467         return ext;
1468
1469 error:
1470         isl_space_free(dim);
1471         isl_basic_map_free(base);
1472         return NULL;
1473 }
1474
1475 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1476                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1477                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         return (struct isl_basic_set *)
1480                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1481                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1482 }
1483
1484 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1485                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1486 {
1487         if (!base)
1488                 return NULL;
1489         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1490                                         0, n_eq, n_ineq);
1491 }
1492
1493 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1494                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1495                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1496 {
1497         struct isl_basic_map *bmap;
1498         isl_space *dim;
1499
1500         if (!base)
1501                 return NULL;
1502         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1503         if (!dim)
1504                 goto error;
1505
1506         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1507         return bmap;
1508 error:
1509         isl_basic_map_free(base);
1510         return NULL;
1511 }
1512
1513 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1514                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1515                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1519                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1523                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1524 {
1525         return (struct isl_basic_set *)
1526                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1527                                                     n_eq, n_ineq);
1528 }
1529
1530 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1531 {
1532         return (struct isl_basic_set *)
1533                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1534 }
1535
1536 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1537 {
1538         if (!bmap)
1539                 return NULL;
1540
1541         if (bmap->ref > 1) {
1542                 bmap->ref--;
1543                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1544         }
1545         if (bmap)
1546                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1547         return bmap;
1548 }
1549
1550 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1551 {
1552         if (!set)
1553                 return NULL;
1554
1555         if (set->ref == 1)
1556                 return set;
1557         set->ref--;
1558         return isl_set_dup(set);
1559 }
1560
1561 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1562 {
1563         if (!map)
1564                 return NULL;
1565
1566         if (map->ref == 1)
1567                 return map;
1568         map->ref--;
1569         return isl_map_dup(map);
1570 }
1571
1572 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1573                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1574 {
1575         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1576         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1577         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1578 }
1579
1580 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1581         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1582 {
1583         int i;
1584         struct isl_blk blk;
1585
1586         if (!bmap)
1587                 goto error;
1588
1589         isl_assert(bmap->ctx,
1590                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1591
1592         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1593                 return bmap;
1594
1595         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1596         if (!bmap)
1597                 return NULL;
1598
1599         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1600         if (isl_blk_is_error(blk))
1601                 goto error;
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1606
1607         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1608                 swap_vars(blk,
1609                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1610
1611         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1612                 swap_vars(blk,
1613                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1614
1615         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1616
1617         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1618         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1619         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1620 error:
1621         isl_basic_map_free(bmap);
1622         return NULL;
1623 }
1624
1625 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1626         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1627 {
1628         unsigned dim;
1629         unsigned nparam;
1630
1631         if (!bset)
1632                 return NULL;
1633
1634         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1635         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1636         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1637
1638         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1639 error:
1640         isl_basic_set_free(bset);
1641         return NULL;
1642 }
1643
1644 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1645 {
1646         int i = 0;
1647         unsigned total;
1648         if (!bmap)
1649                 goto error;
1650         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1651         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1652         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1653         if (bmap->n_eq > 0)
1654                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1655         else {
1656                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1657                 if (i < 0)
1658                         goto error;
1659         }
1660         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1661         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1662         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1663         isl_vec_free(bmap->sample);
1664         bmap->sample = NULL;
1665         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1666 error:
1667         isl_basic_map_free(bmap);
1668         return NULL;
1669 }
1670
1671 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1672 {
1673         return (struct isl_basic_set *)
1674                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1675 }
1676
1677 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" (without modifying any of the constraints
1678  * of "bmap").
1679  */
1680 static void swap_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1681 {
1682         isl_int *t = bmap->div[a];
1683         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1684         bmap->div[b] = t;
1685 }
1686
1687 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" and adjust the constraints and
1688  * div definitions accordingly.
1689  */
1690 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1691 {
1692         int i;
1693         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1694
1695         swap_div(bmap, a, b);
1696
1697         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1698                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1699
1700         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1701                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1702
1703         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1704                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1705         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1706 }
1707
1708 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1709  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1710  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1711  */
1712 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1713         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1714 {
1715         int i;
1716
1717         if (!map)
1718                 return NULL;
1719         if (n == 0)
1720                 return map;
1721
1722         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1723                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1724                         "index out of bounds", goto error);
1725
1726         map = isl_map_cow(map);
1727         if (!map)
1728                 return NULL;
1729
1730         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1731                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1732                 if (!map->p[i])
1733                         goto error;
1734         }
1735         return map;
1736 error:
1737         isl_map_free(map);
1738         return NULL;
1739 }
1740
1741 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1742  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1743  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1744  */
1745 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1746         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1747 {
1748         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1749 }
1750
1751 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1752  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1753  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1754  */
1755 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1756         unsigned first, unsigned n)
1757 {
1758         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1759 }
1760
1761 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1762         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1763 {
1764         if (!bmap)
1765                 return NULL;
1766         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1767                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1768         if (!bmap)
1769                 return NULL;
1770         bmap->n_div = 0;
1771         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1772 }
1773
1774 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1775         __isl_take isl_basic_set *bset)
1776 {
1777         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1778                         (struct isl_basic_map *)bset);
1779 }
1780
1781 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1782 {
1783         int i;
1784
1785         if (!map)
1786                 return NULL;
1787         if (map->n == 0)
1788                 return map;
1789
1790         map = isl_map_cow(map);
1791         if (!map)
1792                 return NULL;
1793         
1794         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1795                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1796                 if (!map->p[i])
1797                         goto error;
1798         }
1799         return map;
1800 error:
1801         isl_map_free(map);
1802         return NULL;
1803 }
1804
1805 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1806 {
1807         return isl_map_remove_divs(set);
1808 }
1809
1810 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1811         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1812 {
1813         if (!bmap)
1814                 return NULL;
1815         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1816                         goto error);
1817         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1818                 return bmap;
1819         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1820                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1821         if (!bmap)
1822                 return bmap;
1823         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1824                 return bmap;
1825         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1826         return bmap;
1827 error:
1828         isl_basic_map_free(bmap);
1829         return NULL;
1830 }
1831
1832 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1833  * any of the given variables.
1834  */
1835 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1836         unsigned first, unsigned n)
1837 {
1838         int i;
1839         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1840
1841         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1842                 return 0;
1843         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1844                 return 1;
1845
1846         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1847                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1848                         continue;
1849                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1850                         return 1;
1851         }
1852
1853         return 0;
1854 }
1855
1856 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1857  * based on inequality "i".
1858  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1859  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1860  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1861  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1862  *
1863  * The calling function has already checked that the inequality does not
1864  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1865  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1866  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1867  *
1868  * Let "div" be of the form
1869  *
1870  *      q = floor((a + f(x))/d)
1871  *
1872  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1873  *
1874  *      b + f(x) >= 0
1875  *
1876  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1877  * However, we allow a slightly more general form
1878  *
1879  *      b + g(x) >= 0
1880  *
1881  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1882  * divisible by d.
1883  * Rewriting this constraint as
1884  *
1885  *      0 >= -b - g(x)
1886  *
1887  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1888  *
1889  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1890  *
1891  * Taking the floor on both sides, we obtain
1892  *
1893  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1894  *
1895  * or
1896  *
1897  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1898  *
1899  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1900  *
1901  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1902  *
1903  */
1904 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1905         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1906         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1907 {
1908         int j;
1909
1910         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1911                 if (lb) {
1912                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1913                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1914                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1915                 }
1916                 if (ub) {
1917                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1918                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1919                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1920                 }
1921         }
1922         if (!lb && !ub)
1923                 return bmap;
1924
1925         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1926         if (lb) {
1927                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1928                 if (k < 0)
1929                         goto error;
1930                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1931                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1932                                         bmap->div[div][1 + j]);
1933                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1934                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1935                 }
1936                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1937         }
1938         if (ub) {
1939                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1940                 if (k < 0)
1941                         goto error;
1942                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1943                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1944                                         bmap->div[div][1 + j]);
1945                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1946                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1947                 }
1948                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1949         }
1950
1951         return bmap;
1952 error:
1953         isl_basic_map_free(bmap);
1954         return NULL;
1955 }
1956
1957 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1958  * using Fourier-Motzkin.
1959  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1960  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1961  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1962  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1963  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1964  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1965  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1966  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1967  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1968  * on "div".
1969  *
1970  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1971  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1972  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1973  * Consider, for example, the set
1974  *
1975  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1976  *
1977  * The second constraint can be rewritten as
1978  *
1979  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1980  *
1981  * from which we can derive
1982  *
1983  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1984  *
1985  * or
1986  *
1987  *      i + 2j <= 3 + 2k
1988  *
1989  * Combined with the first constraint, we obtain
1990  *
1991  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1992  *
1993  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1994  * the first constraint, we obtain
1995  *
1996  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1997  *
1998  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1999  *
2000  *      k >= -2
2001  */
2002 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
2003         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
2004 {
2005         int i;
2006         int check_lb, check_ub;
2007         isl_int v;
2008         unsigned total;
2009
2010         if (!bmap)
2011                 return NULL;
2012
2013         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2014                 return bmap;
2015
2016         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2017
2018         check_lb = 0;
2019         check_ub = 0;
2020         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2021                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2022                 if (s > 0)
2023                         check_ub = 1;
2024                 if (s < 0)
2025                         check_lb = 1;
2026         }
2027
2028         if (!check_lb && !check_ub)
2029                 return bmap;
2030
2031         isl_int_init(v);
2032
2033         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2034                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2035                         continue;
2036
2037                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2038                                                         check_lb, check_ub);
2039         }
2040
2041         isl_int_clear(v);
2042
2043         return bmap;
2044 }
2045
2046 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2047  * in their definitions.
2048  */
2049 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2050         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2051         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2052 {
2053         int i;
2054
2055         if (!bmap)
2056                 return NULL;
2057         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2058                         goto error);
2059         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2060
2061         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2062                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2063                         continue;
2064                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2065                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2066                 if (!bmap)
2067                         return NULL;
2068                 i = bmap->n_div;
2069         }
2070
2071         return bmap;
2072 error:
2073         isl_basic_map_free(bmap);
2074         return NULL;
2075 }
2076
2077 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2078         __isl_take isl_basic_set *bset,
2079         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2080 {
2081         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2082 }
2083
2084 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2085         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2086 {
2087         int i;
2088
2089         if (!map)
2090                 return NULL;
2091         if (map->n == 0)
2092                 return map;
2093
2094         map = isl_map_cow(map);
2095         if (!map)
2096                 return NULL;
2097
2098         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2099                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2100                                                                 type, first, n);
2101                 if (!map->p[i])
2102                         goto error;
2103         }
2104         return map;
2105 error:
2106         isl_map_free(map);
2107         return NULL;
2108 }
2109
2110 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2111         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2112 {
2113         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2114                                                               type, first, n);
2115 }
2116
2117 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2118  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2119  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2120  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2121  * div.
2122  */
2123 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2124         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2125 {
2126         int i;
2127
2128         if (!bmap)
2129                 return -1;
2130
2131         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2132                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2133                         "index out of bounds", return -1);
2134
2135         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2136         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2137                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2138                         return 1;
2139         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2140                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2141                         return 1;
2142         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2143                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2144                         continue;
2145                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2146                         return 1;
2147         }
2148
2149         return 0;
2150 }
2151
2152 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2153         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2154 {
2155         int i;
2156
2157         if (!map)
2158                 return -1;
2159
2160         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2161                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2162                         "index out of bounds", return -1);
2163
2164         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2165                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2166                                                             type, first, n);
2167                 if (involves < 0 || involves)
2168                         return involves;
2169         }
2170
2171         return 0;
2172 }
2173
2174 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2175         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2176 {
2177         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2178 }
2179
2180 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2181         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2182 {
2183         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2184 }
2185
2186 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2187  * on unknown divs.
2188  */
2189 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2190 {
2191         int i;
2192         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2193
2194         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2195                 return 1;
2196
2197         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2198                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2199                         continue;
2200                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2201                         return 1;
2202         }
2203
2204         return 0;
2205 }
2206
2207 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2208  */
2209 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2210         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2211 {
2212         int i;
2213
2214         if (!bmap)
2215                 return NULL;
2216
2217         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2218                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2219                         continue;
2220                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2221                 if (!bmap)
2222                         return NULL;
2223                 i = bmap->n_div;
2224         }
2225
2226         return bmap;
2227 }
2228
2229 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2230  */
2231 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2232         __isl_take isl_basic_set *bset)
2233 {
2234         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2235 }
2236
2237 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2238 {
2239         int i;
2240
2241         if (!map)
2242                 return NULL;
2243         if (map->n == 0)
2244                 return map;
2245
2246         map = isl_map_cow(map);
2247         if (!map)
2248                 return NULL;
2249
2250         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2251                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2252                 if (!map->p[i])
2253                         goto error;
2254         }
2255         return map;
2256 error:
2257         isl_map_free(map);
2258         return NULL;
2259 }
2260
2261 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2262 {
2263         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2264 }
2265
2266 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2267         __isl_take isl_basic_set *bset,
2268         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2269 {
2270         return (isl_basic_set *)
2271             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2272 }
2273
2274 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2275         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2276 {
2277         int i;
2278
2279         if (n == 0)
2280                 return map;
2281
2282         map = isl_map_cow(map);
2283         if (!map)
2284                 return NULL;
2285         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2286         
2287         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2288                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2289                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2290                 if (!map->p[i])
2291                         goto error;
2292         }
2293         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2294         return map;
2295 error:
2296         isl_map_free(map);
2297         return NULL;
2298 }
2299
2300 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2301         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2302 {
2303         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2304 }
2305
2306 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2307 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2308         unsigned first, unsigned n)
2309 {
2310         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2311 }
2312
2313 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2314                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2315 {
2316         const char *name;
2317         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2318         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2319         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2320         if (!pos)
2321                 isl_int_print(out, c, 0);
2322         else {
2323                 if (!isl_int_is_one(c))
2324                         isl_int_print(out, c, 0);
2325                 if (pos < 1 + nparam) {
2326                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2327                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2328                         if (name)
2329                                 fprintf(out, "%s", name);
2330                         else
2331                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2332                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2333                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2334                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2335                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2336                 else
2337                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2338         }
2339 }
2340
2341 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2342                                 int sign, FILE *out)
2343 {
2344         int i;
2345         int first;
2346         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2347         isl_int v;
2348
2349         isl_int_init(v);
2350         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2351                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2352                         continue;
2353                 if (!first)
2354                         fprintf(out, " + ");
2355                 first = 0;
2356                 isl_int_abs(v, c[i]);
2357                 dump_term(bmap, v, i, out);
2358         }
2359         isl_int_clear(v);
2360         if (first)
2361                 fprintf(out, "0");
2362 }
2363
2364 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2365                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2366 {
2367         int i;
2368
2369         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2370
2371         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2372         fprintf(out, " %s ", op);
2373         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2374
2375         fprintf(out, "\n");
2376
2377         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2378                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2379                         continue;
2380                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2381                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2382                 abort();
2383         }
2384 }
2385
2386 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2387                                 isl_int **c, unsigned n,
2388                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2389 {
2390         int i;
2391
2392         for (i = 0; i < n; ++i)
2393                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2394 }
2395
2396 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2397 {
2398         int j;
2399         int first = 1;
2400         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2401
2402         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2403                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2404                         continue;
2405                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2406                         fprintf(out, "+");
2407                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2408                 first = 0;
2409         }
2410 }
2411
2412 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2413 {
2414         int i;
2415
2416         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2417         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2418
2419         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2420                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2421                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2422                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2423                 fprintf(out, ")/");
2424                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2425                 fprintf(out, "]\n");
2426         }
2427 }
2428
2429 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2430         FILE *out, int indent)
2431 {
2432         if (!bset) {
2433                 fprintf(out, "null basic set\n");
2434                 return;
2435         }
2436
2437         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2438         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2439                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2440                         bset->extra, bset->flags);
2441         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2442 }
2443
2444 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2445         FILE *out, int indent)
2446 {
2447         if (!bmap) {
2448                 fprintf(out, "null basic map\n");
2449                 return;
2450         }
2451
2452         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2453         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2454                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2455                 bmap->ref,
2456                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2457                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2458         dump(bmap, out, indent);
2459 }
2460
2461 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2462 {
2463         unsigned total;
2464         if (!bmap)
2465                 return -1;
2466         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2467         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2468         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2469         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2470         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2471         return 0;
2472 }
2473
2474 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2475         unsigned flags)
2476 {
2477         struct isl_set *set;
2478
2479         if (!dim)
2480                 return NULL;
2481         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2482         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2483         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2484                         sizeof(struct isl_set) +
2485                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2486         if (!set)
2487                 goto error;
2488
2489         set->ctx = dim->ctx;
2490         isl_ctx_ref(set->ctx);
2491         set->ref = 1;
2492         set->size = n;
2493         set->n = 0;
2494         set->dim = dim;
2495         set->flags = flags;
2496         return set;
2497 error:
2498         isl_space_free(dim);
2499         return NULL;
2500 }
2501
2502 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2503                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2504 {
2505         struct isl_set *set;
2506         isl_space *dims;
2507
2508         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2509         if (!dims)
2510                 return NULL;
2511
2512         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2513         return set;
2514 }
2515
2516 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2517  */
2518 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2519 {
2520         int i;
2521         struct isl_map *grown = NULL;
2522
2523         if (!map)
2524                 return NULL;
2525         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2526         if (map->n + n <= map->size)
2527                 return map;
2528         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2529         if (!grown)
2530                 goto error;
2531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2532                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2533                 if (!grown->p[i])
2534                         goto error;
2535                 grown->n++;
2536         }
2537         isl_map_free(map);
2538         return grown;
2539 error:
2540         isl_map_free(grown);
2541         isl_map_free(map);
2542         return NULL;
2543 }
2544
2545 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2546  */
2547 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2548 {
2549         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2550 }
2551
2552 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2553 {
2554         int i;
2555         struct isl_set *dup;
2556
2557         if (!set)
2558                 return NULL;
2559
2560         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2561         if (!dup)
2562                 return NULL;
2563         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2564                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2565         return dup;
2566 }
2567
2568 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2569 {
2570         return isl_map_from_basic_map(bset);
2571 }
2572
2573 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2574 {
2575         struct isl_map *map;
2576
2577         if (!bmap)
2578                 return NULL;
2579
2580         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2581         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2582 }
2583
2584 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2585                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2586 {
2587         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2588                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2589 }
2590
2591 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2592 {
2593         int i;
2594
2595         if (!set)
2596                 return NULL;
2597
2598         if (--set->ref > 0)
2599                 return NULL;
2600
2601         isl_ctx_deref(set->ctx);
2602         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2603                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2604         isl_space_free(set->dim);
2605         free(set);
2606
2607         return NULL;
2608 }
2609
2610 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2611 {
2612         int i;
2613
2614         if (!set) {
2615                 fprintf(out, "null set\n");
2616                 return;
2617         }
2618
2619         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2620         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2621                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2622                         set->flags);
2623         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2624                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2625                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2626                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2627         }
2628 }
2629
2630 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2631 {
2632         int i;
2633
2634         if (!map) {
2635                 fprintf(out, "null map\n");
2636                 return;
2637         }
2638
2639         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2640         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2641                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2642                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2643                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2644         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2645                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2646                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2647                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2648         }
2649 }
2650
2651 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2652                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2653 {
2654         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2655
2656         if (!bmap || !bset)
2657                 goto error;
2658
2659         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2660                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2661
2662         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2663                 isl_assert(bset->ctx,
2664                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2665
2666         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2667         if (!bmap)
2668                 goto error;
2669         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2670                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2671         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2672         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2673
2674         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2675         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2676 error:
2677         isl_basic_map_free(bmap);
2678         isl_basic_set_free(bset);
2679         return NULL;
2680 }
2681
2682 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2683                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2684 {
2685         struct isl_basic_map *bmap_range;
2686
2687         if (!bmap || !bset)
2688                 goto error;
2689
2690         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2691                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2692
2693         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2694                 isl_assert(bset->ctx,
2695                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2696
2697         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2698                 isl_basic_set_free(bset);
2699                 return bmap;
2700         }
2701
2702         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2703         if (!bmap)
2704                 goto error;
2705         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2706                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2707         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2708         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2709
2710         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2711         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2712 error:
2713         isl_basic_map_free(bmap);
2714         isl_basic_set_free(bset);
2715         return NULL;
2716 }
2717
2718 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2719 {
2720         int i;
2721         unsigned total;
2722         isl_int s;
2723
2724         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2725         if (total != vec->size)
2726                 return -1;
2727
2728         isl_int_init(s);
2729
2730         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2731                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2732                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2733                         isl_int_clear(s);
2734                         return 0;
2735                 }
2736         }
2737
2738         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2739                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2740                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2741                         isl_int_clear(s);
2742                         return 0;
2743                 }
2744         }
2745
2746         isl_int_clear(s);
2747
2748         return 1;
2749 }
2750
2751 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2752 {
2753         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2754 }
2755
2756 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2757                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2758 {
2759         struct isl_vec *sample = NULL;
2760
2761         if (!bmap1 || !bmap2)
2762                 goto error;
2763
2764         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2765                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2766         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2767                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2768             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2769                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2770                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2771
2772         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2773                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2774                 isl_assert(bmap1->ctx,
2775                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2776
2777         if (bmap1->sample &&
2778             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2779             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2780                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2781         else if (bmap2->sample &&
2782             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2783             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2784                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2785
2786         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2787         if (!bmap1)
2788                 goto error;
2789         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2790                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2791         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2792
2793         if (!bmap1)
2794                 isl_vec_free(sample);
2795         else if (sample) {
2796                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2797                 bmap1->sample = sample;
2798         }
2799
2800         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2801         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2802 error:
2803         if (sample)
2804                 isl_vec_free(sample);
2805         isl_basic_map_free(bmap1);
2806         isl_basic_map_free(bmap2);
2807         return NULL;
2808 }
2809
2810 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2811                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2812 {
2813         return (struct isl_basic_set *)
2814                 isl_basic_map_intersect(
2815                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2816                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2817 }
2818
2819 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2820         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2821 {
2822         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2823 }
2824
2825 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2826  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2827  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2828  * added to the other map.
2829  */
2830 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2831         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2832 {
2833         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2834         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2835         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2836         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2837
2838         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2839                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2840
2841         isl_assert(map2->ctx,
2842                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2843
2844         map1 = isl_map_cow(map1);
2845         if (!map1)
2846                 goto error;
2847         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2848                 isl_map_free(map2);
2849                 return map1;
2850         }
2851         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2852         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2853                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2854         else
2855                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2856                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2857
2858         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2859         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2860         if (!map1->p[0])
2861                 goto error;
2862
2863         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2864                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2865                 map1->n = 0;
2866         }
2867
2868         isl_map_free(map2);
2869
2870         return map1;
2871 error:
2872         isl_map_free(map1);
2873         isl_map_free(map2);
2874         return NULL;
2875 }
2876
2877 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2878  * space as map1.
2879  */
2880 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2881         __isl_take isl_map *map2)
2882 {
2883         unsigned flags = 0;
2884         isl_map *result;
2885         int i, j;
2886
2887         if (!map1 || !map2)
2888                 goto error;
2889
2890         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2891              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2892             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2893                 isl_map_free(map2);
2894                 return map1;
2895         }
2896         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2897              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2898             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2899                 isl_map_free(map1);
2900                 return map2;
2901         }
2902
2903         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2904             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2905             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2906             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2907              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2908                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2909
2910         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2911                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2912                 isl_assert(map1->ctx,
2913                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2914
2915         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2916             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2917                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2918
2919         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2920                                 map1->n * map2->n, flags);
2921         if (!result)
2922                 goto error;
2923         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2924                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2925                         struct isl_basic_map *part;
2926                         part = isl_basic_map_intersect(
2927                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2928                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2929                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2930                                 part = isl_basic_map_free(part);
2931                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2932                         if (!result)
2933                                 goto error;
2934                 }
2935         isl_map_free(map1);
2936         isl_map_free(map2);
2937         return result;
2938 error:
2939         isl_map_free(map1);
2940         isl_map_free(map2);
2941         return NULL;
2942 }
2943
2944 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2945         __isl_take isl_map *map2)
2946 {
2947         if (!map1 || !map2)
2948                 goto error;
2949         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2950                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2951                         "spaces don't match", goto error);
2952         return map_intersect_internal(map1, map2);
2953 error:
2954         isl_map_free(map1);
2955         isl_map_free(map2);
2956         return NULL;
2957 }
2958
2959 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2960         __isl_take isl_map *map2)
2961 {
2962         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2963 }
2964
2965 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2966 {
2967         return (struct isl_set *)
2968                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2969                                   (struct isl_map *)set2);
2970 }
2971
2972 /* map_intersect_internal accepts intersections
2973  * with parameter domains, so we can just call that function.
2974  */
2975 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2976                 __isl_take isl_set *params)
2977 {
2978         return map_intersect_internal(map, params);
2979 }
2980
2981 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2982         __isl_take isl_map *map2)
2983 {
2984         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2985 }
2986
2987 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2988                 __isl_take isl_set *params)
2989 {
2990         return isl_map_intersect_params(set, params);
2991 }
2992
2993 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2994 {
2995         isl_space *dim;
2996         struct isl_basic_set *bset;
2997         unsigned in;
2998
2999         if (!bmap)
3000                 return NULL;
3001         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3002         if (!bmap)
3003                 return NULL;
3004         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
3005         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3006         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3007         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
3008         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
3009 }
3010
3011 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
3012         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3013 {
3014         isl_space *space;
3015
3016         if (!bmap)
3017                 return NULL;
3018         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3019                 return bmap;
3020
3021         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3022         space = isl_space_reset(space, type);
3023         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3024         return bmap;
3025 }
3026
3027 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3028         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3029         unsigned pos, unsigned n)
3030 {
3031         isl_space *res_dim;
3032         struct isl_basic_map *res;
3033         struct isl_dim_map *dim_map;
3034         unsigned total, off;
3035         enum isl_dim_type t;
3036
3037         if (n == 0)
3038                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3039
3040         if (!bmap)
3041                 return NULL;
3042
3043         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3044
3045         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3046         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3047         off = 0;
3048         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3049                 if (t != type) {
3050                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3051                 } else {
3052                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3053                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3054                                                 0, pos, off);
3055                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3056                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3057                 }
3058                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3059         }
3060         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3061
3062         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3063                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3064         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3065                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3066         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3067                 isl_basic_map_free(bmap);
3068                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3069         }
3070         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3071         return isl_basic_map_finalize(res);
3072 }
3073
3074 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3075         __isl_take isl_basic_set *bset,
3076         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3077 {
3078         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3079 }
3080
3081 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3082                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3083 {
3084         if (!bmap)
3085                 return NULL;
3086         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3087                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3088 }
3089
3090 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3091                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3092 {
3093         if (!bset)
3094                 return NULL;
3095         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3096         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3097 error:
3098         isl_basic_set_free(bset);
3099         return NULL;
3100 }
3101
3102 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3103         enum isl_dim_type type)
3104 {
3105         isl_space *space;
3106
3107         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3108                 return map;
3109
3110         space = isl_map_get_space(map);
3111         space = isl_space_reset(space, type);
3112         map = isl_map_reset_space(map, space);
3113         return map;
3114 }
3115
3116 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3117                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3118 {
3119         int i;
3120
3121         if (n == 0)
3122                 return map_space_reset(map, type);
3123
3124         map = isl_map_cow(map);
3125         if (!map)
3126                 return NULL;
3127
3128         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3129         if (!map->dim)
3130                 goto error;
3131
3132         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3133                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3134                 if (!map->p[i])
3135                         goto error;
3136         }
3137
3138         return map;
3139 error:
3140         isl_map_free(map);
3141         return NULL;
3142 }
3143
3144 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3145                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3146 {
3147         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3148 }
3149
3150 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3151                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3152 {
3153         if (!map)
3154                 return NULL;
3155         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3156 }
3157
3158 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3159                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3160 {
3161         if (!set)
3162                 return NULL;
3163         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3164         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3165 error:
3166         isl_set_free(set);
3167         return NULL;
3168 }
3169
3170 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3171         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3172         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3173         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3174 {
3175         struct isl_dim_map *dim_map;
3176         struct isl_basic_map *res;
3177         enum isl_dim_type t;
3178         unsigned total, off;
3179
3180         if (!bmap)
3181                 return NULL;
3182         if (n == 0)
3183                 return bmap;
3184
3185         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3186                 goto error);
3187
3188         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3189                 return bmap;
3190
3191         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3192
3193         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3194             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3195                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3196                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3197                 if (!bmap)
3198                         return NULL;
3199
3200                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3201                                                 src_type, src_pos, n);
3202                 if (!bmap->dim)
3203                         goto error;
3204
3205                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3206
3207                 return bmap;
3208         }
3209
3210         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3211         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3212
3213         off = 0;
3214         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3215                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3216                 if (t == dst_type) {
3217                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3218                                             0, dst_pos, off);
3219                         off += dst_pos;
3220                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3221                                             src_pos, n, off);
3222                         off += n;
3223                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3224                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3225                         off += size - dst_pos;
3226                 } else if (t == src_type) {
3227                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3228                                             0, src_pos, off);
3229                         off += src_pos;
3230                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3231                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3232                         off += size - src_pos - n;
3233                 } else {
3234                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3235                         off += size;
3236                 }
3237         }
3238         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3239
3240         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3241                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3242         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3243         if (!bmap)
3244                 goto error;
3245
3246         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3247                                         src_type, src_pos, n);
3248         if (!bmap->dim)
3249                 goto error;
3250
3251         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3252         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3253         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3254
3255         return bmap;
3256 error:
3257         isl_basic_map_free(bmap);
3258         return NULL;
3259 }
3260
3261 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3262         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3263         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3264 {
3265         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3266                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3267 }
3268
3269 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3270         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3271         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3272 {
3273         if (!set)
3274                 return NULL;
3275         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3276         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3277                                         src_type, src_pos, n);
3278 error:
3279         isl_set_free(set);
3280         return NULL;
3281 }
3282
3283 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3284         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3285         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3286 {
3287         int i;
3288
3289         if (!map)
3290                 return NULL;
3291         if (n == 0)
3292                 return map;
3293
3294         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3295                 goto error);
3296
3297         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3298                 return map;
3299
3300         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3301
3302         map = isl_map_cow(map);
3303         if (!map)
3304                 return NULL;
3305
3306         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3307         if (!map->dim)
3308                 goto error;
3309
3310         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3311                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3312                                                 dst_type, dst_pos,
3313                                                 src_type, src_pos, n);
3314                 if (!map->p[i])
3315                         goto error;
3316         }
3317
3318         return map;
3319 error:
3320         isl_map_free(map);
3321         return NULL;
3322 }
3323
3324 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3325  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3326  * That's the responsibility of the caller.
3327  */
3328 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3329         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3330 {
3331         struct isl_dim_map *dim_map;
3332         struct isl_basic_map *res;
3333         enum isl_dim_type t;
3334         unsigned total, off;
3335
3336         if (!bmap)
3337                 return NULL;
3338         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3339                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3340                 return bmap;
3341
3342         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3343         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3344
3345         off = 0;
3346         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3347                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3348                 if (t == type) {
3349                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3350                                             0, first, off);
3351                         off += first;
3352                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3353                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3354                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3355                                             first + n, size - (first + n), off);
3356                         off += size - (first + n);
3357                 } else {
3358                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3359                         off += size;
3360                 }
3361         }
3362         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3363
3364         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3365                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3366         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3367         return res;
3368 }
3369
3370 /* Insert "n" rows in the divs of "bmap".
3371  *
3372  * The number of columns is not changed, which means that the last
3373  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the new divs.
3374  * The space of "bmap" is not adjusted, however, which means
3375  * that "bmap" is left in an inconsistent state.  Removing "n" dimensions
3376  * from the space of "bmap" is the responsibility of the caller.
3377  */
3378 static __isl_give isl_basic_map *insert_div_rows(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3379         int n)
3380 {
3381         int i;
3382         size_t row_size;
3383         isl_int **new_div;
3384         isl_int *old;
3385
3386         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3387         if (!bmap)
3388                 return NULL;
3389
3390         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3391         old = bmap->block2.data;
3392         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3393                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3394         if (!bmap->block2.data)
3395                 return isl_basic_map_free(bmap);
3396         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3397         if (!new_div)
3398                 return isl_basic_map_free(bmap);
3399         for (i = 0; i < n; ++i) {
3400                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3401                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3402                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3403         }
3404         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3405                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3406         free(bmap->div);
3407         bmap->div = new_div;
3408         bmap->n_div += n;
3409         bmap->extra += n;
3410
3411         return bmap;
3412 }
3413
3414 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3415  * into existentially quantified variables.
3416  */
3417 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3418                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3419                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3420 {
3421         if (n == 0)
3422                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3423
3424         if (!bmap)
3425                 return NULL;
3426
3427         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3428                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3429
3430         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3431                         goto error);
3432
3433         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3434         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3435         bmap = insert_div_rows(bmap, n);
3436         if (!bmap)
3437                 return NULL;
3438
3439         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3440         if (!bmap->dim)
3441                 goto error;
3442         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3443         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3444         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3445 error:
3446         isl_basic_map_free(bmap);
3447         return NULL;
3448 }
3449
3450 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3451  * into existentially quantified variables.
3452  */
3453 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3454                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3455 {
3456         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3457                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3458 }
3459
3460 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3461  * into existentially quantified variables.
3462  */
3463 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3464                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3465 {
3466         int i;
3467
3468         if (!map)
3469                 return NULL;
3470
3471         if (n == 0)
3472                 return map_space_reset(map, type);
3473
3474         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3475
3476         map = isl_map_cow(map);
3477         if (!map)
3478                 return NULL;
3479
3480         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3481         if (!map->dim)
3482                 goto error;
3483
3484         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3485                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3486                 if (!map->p[i])
3487                         goto error;
3488         }
3489
3490         return map;
3491 error:
3492         isl_map_free(map);
3493         return NULL;
3494 }
3495
3496 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3497  * into existentially quantified variables.
3498  */
3499 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3500                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3501 {
3502         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3503 }
3504
3505 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3506 {
3507         int i, j;
3508
3509         for (i = 0; i < n; ++i) {
3510                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3511                 if (j < 0)
3512                         goto error;
3513                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3514         }
3515         return bmap;
3516 error:
3517         isl_basic_map_free(bmap);
3518         return NULL;
3519 }
3520
3521 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3522                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3523 {
3524         isl_space *dim_result = NULL;
3525         struct isl_basic_map *bmap;
3526         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3527         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3528
3529         if (!bmap1 || !bmap2)
3530                 goto error;
3531
3532         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3533                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3534
3535         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3536         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3537         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3538         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3539
3540         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3541         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3542         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3543         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3544         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3545         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3546         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3547         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3548         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3549         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3550         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3551
3552         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3553                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3554                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3555                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3556         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3557         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3558         bmap = add_divs(bmap, n);
3559         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3560         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3561         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3562 error:
3563         isl_basic_map_free(bmap1);
3564         isl_basic_map_free(bmap2);
3565         return NULL;
3566 }
3567
3568 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3569                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3570 {
3571         if (!bset || !bmap)
3572                 goto error;
3573
3574         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3575                     goto error);
3576
3577         return (struct isl_basic_set *)
3578                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3579 error:
3580         isl_basic_set_free(bset);
3581         isl_basic_map_free(bmap);
3582         return NULL;
3583 }
3584
3585 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3586                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3587 {
3588         if (!bmap1 || !bmap2)
3589                 goto error;
3590
3591         isl_assert(bmap1->ctx,
3592             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3593         isl_assert(bmap1->ctx,
3594             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3595             goto error);
3596
3597         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3598         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3599         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3600 error:
3601         isl_basic_map_free(bmap1);
3602         isl_basic_map_free(bmap2);
3603         return NULL;
3604 }
3605
3606 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3607  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3608  */
3609 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3610                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3611 {
3612         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3613         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3614         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3615         int i;
3616
3617         if (!bmap1 || !bmap2)
3618                 goto error;
3619
3620         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3621                 goto error);
3622
3623         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3624         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3625         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3626
3627         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3628         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3629         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3630         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3631         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3632         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3633         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3634         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3635         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3636         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3637         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3638
3639         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3640                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3641                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3642                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3643         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3644                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3645                 if (j < 0)
3646                         goto error;
3647                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3648                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3649                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3650                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3651         }
3652         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3653         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3654         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3655
3656         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3657         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3658 error:
3659         isl_basic_map_free(bmap);
3660         isl_basic_map_free(bmap1);
3661         isl_basic_map_free(bmap2);
3662         return NULL;
3663 }
3664
3665 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3666  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3667  */
3668 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3669 {
3670         struct isl_map *result;
3671         int i, j;
3672
3673         if (!map1 || !map2)
3674                 goto error;
3675
3676         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3677
3678         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3679                                 map1->n * map2->n, 0);
3680         if (!result)
3681                 goto error;
3682         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3683                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3684                         struct isl_basic_map *part;
3685                         part = isl_basic_map_sum(
3686                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3687                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3688                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3689                                 isl_basic_map_free(part);
3690                         else
3691                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3692                         if (!result)
3693                                 goto error;
3694                 }
3695         isl_map_free(map1);
3696         isl_map_free(map2);
3697         return result;
3698 error:
3699         isl_map_free(map1);
3700         isl_map_free(map2);
3701         return NULL;
3702 }
3703
3704 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3705         __isl_take isl_set *set2)
3706 {
3707         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3708 }
3709
3710 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3711  */
3712 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3713 {
3714         int i, j;
3715         unsigned off, n;
3716
3717         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3718         if (!bmap)
3719                 return NULL;
3720
3721         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3722         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3723         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3724                 for (j = 0; j < n; ++j)
3725                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3726         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3727                 for (j = 0; j < n; ++j)
3728                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3729         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3730                 for (j = 0; j < n; ++j)
3731                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3732         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3733         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3734 }
3735
3736 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3737 {
3738         return isl_basic_map_neg(bset);
3739 }
3740
3741 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3742  */
3743 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3744 {
3745         int i;
3746
3747         map = isl_map_cow(map);
3748         if (!map)
3749                 return NULL;
3750
3751         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3752                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3753                 if (!map->p[i])
3754                         goto error;
3755         }
3756
3757         return map;
3758 error:
3759         isl_map_free(map);
3760         return NULL;
3761 }
3762
3763 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3764 {
3765         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3766 }
3767
3768 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3769  * A -> floor(f(A)/d).
3770  */
3771 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3772                 isl_int d)
3773 {
3774         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3775         struct isl_basic_map *result = NULL;
3776         struct isl_dim_map *dim_map;
3777         int i;
3778
3779         if (!bmap)
3780                 return NULL;
3781
3782         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3783         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3784         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3785
3786         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3787         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3788         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3789         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3790         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3791         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3792
3793         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3794                         bmap->n_div + n_out,
3795                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3796         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3797         result = add_divs(result, n_out);
3798         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3799                 int j;
3800                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3801                 if (j < 0)
3802                         goto error;
3803                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3804                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3805                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3806                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3807                 if (j < 0)
3808                         goto error;
3809                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3810                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3811                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3812                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3813         }
3814
3815         result = isl_basic_map_simplify(result);
3816         return isl_basic_map_finalize(result);
3817 error:
3818         isl_basic_map_free(result);
3819         return NULL;
3820 }
3821
3822 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3823  * A -> floor(f(A)/d).
3824  */
3825 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3826 {
3827         int i;
3828
3829         map = isl_map_cow(map);
3830         if (!map)
3831                 return NULL;
3832
3833         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3834         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3835         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3836                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3837                 if (!map->p[i])
3838                         goto error;
3839         }
3840
3841         return map;
3842 error:
3843         isl_map_free(map);
3844         return NULL;
3845 }
3846
3847 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3848 {
3849         int i;
3850         unsigned nparam;
3851         unsigned n_in;
3852
3853         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3854         if (i < 0)
3855                 goto error;
3856         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3857         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3858         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3859         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3860         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3861         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3862 error:
3863         isl_basic_map_free(bmap);
3864         return NULL;
3865 }
3866
3867 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3868  */
3869 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3870 {
3871         int i;
3872         unsigned nparam;
3873         unsigned n_in;
3874
3875         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3876         if (i < 0)
3877                 goto error;
3878         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3879         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3880         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3881         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3882         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3883         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3884         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3885 error:
3886         isl_basic_map_free(bmap);
3887         return NULL;
3888 }
3889
3890 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3891  */
3892 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3893         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3894 {
3895         int i;
3896         unsigned nparam;
3897         unsigned n_in;
3898
3899         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3900         if (i < 0)
3901                 goto error;
3902         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3903         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3904         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3905         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3906         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3907         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3908 error:
3909         isl_basic_map_free(bmap);
3910         return NULL;
3911 }
3912
3913 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3914  */
3915 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3916 {
3917         int i;
3918         unsigned nparam;
3919         unsigned n_in;
3920
3921         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3922         if (i < 0)
3923                 goto error;
3924         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3925         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3926         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3927         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3928         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3929         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3930         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3931 error:
3932         isl_basic_map_free(bmap);
3933         return NULL;
3934 }
3935
3936 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3937  */
3938 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3939         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3940 {
3941         int i;
3942         unsigned nparam;
3943         unsigned n_in;
3944
3945         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3946         if (i < 0)
3947                 goto error;
3948         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3949         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3950         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3951         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3952         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3953         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3954 error:
3955         isl_basic_map_free(bmap);
3956         return NULL;
3957 }
3958
3959 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3960         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3961 {
3962         int i;
3963         struct isl_basic_map *bmap;
3964         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3965         if (!bmap)
3966                 return NULL;
3967         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3968                 bmap = var_equal(bmap, i);
3969         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3970 }
3971
3972 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3973  */
3974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3975         unsigned pos)
3976 {
3977         int i;
3978         struct isl_basic_map *bmap;
3979         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3980         if (!bmap)
3981                 return NULL;
3982         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3983                 bmap = var_equal(bmap, i);
3984         if (bmap)
3985                 bmap = var_less(bmap, pos);
3986         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3987 }
3988
3989 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3990  */
3991 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3992         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3993 {
3994         int i;
3995         isl_basic_map *bmap;
3996
3997         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3998         for (i = 0; i < pos; ++i)
3999                 bmap = var_equal(bmap, i);
4000         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
4001         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4002 }
4003
4004 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
4005  */
4006 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
4007         unsigned pos)
4008 {
4009         int i;
4010         struct isl_basic_map *bmap;
4011         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4012         if (!bmap)
4013                 return NULL;
4014         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
4015                 bmap = var_equal(bmap, i);
4016         if (bmap)
4017                 bmap = var_more(bmap, pos);
4018         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4019 }
4020
4021 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
4022  */
4023 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
4024         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4025 {
4026         int i;
4027         isl_basic_map *bmap;
4028
4029         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4030         for (i = 0; i < pos; ++i)
4031                 bmap = var_equal(bmap, i);
4032         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4033         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4034 }
4035
4036 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4037         unsigned n, int equal)
4038 {
4039         struct isl_map *map;
4040         int i;
4041
4042         if (n == 0 && equal)
4043                 return isl_map_universe(dims);
4044
4045         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4046
4047         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4048                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4049                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4050         if (n > 0) {
4051                 if (equal)
4052                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4053                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4054                 else
4055                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4056                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4057         } else
4058                 isl_space_free(dims);
4059
4060         return map;
4061 }
4062
4063 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4064 {
4065         if (!dims)
4066                 return NULL;
4067         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4068 }
4069
4070 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4071 {
4072         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4073 }
4074
4075 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4076 {
4077         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4078 }
4079
4080 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4081 {
4082         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4083 }
4084
4085 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4086 {
4087         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4088 }
4089
4090 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4091         unsigned n, int equal)
4092 {
4093         struct isl_map *map;
4094         int i;
4095
4096         if (n == 0 && equal)
4097                 return isl_map_universe(dims);
4098
4099         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4100
4101         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4102                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4103                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4104         if (n > 0) {
4105                 if (equal)
4106                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4107                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4108                 else
4109                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4110                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4111         } else
4112                 isl_space_free(dims);
4113
4114         return map;
4115 }
4116
4117 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4118 {
4119         if (!dims)
4120                 return NULL;
4121         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4122 }
4123
4124 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4125 {
4126         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4127 }
4128
4129 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4130 {
4131         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4132 }
4133
4134 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4135 {
4136         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4137 }
4138
4139 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4140 {
4141         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4142 }
4143
4144 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4145         __isl_take isl_set *set2)
4146 {
4147         isl_map *map;
4148         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4149         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4150         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4151         return map;
4152 }
4153
4154 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4155         __isl_take isl_set *set2)
4156 {
4157         isl_map *map;
4158         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4159         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4160         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4161         return map;
4162 }
4163
4164 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4165         __isl_take isl_set *set2)
4166 {
4167         isl_map *map;
4168         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4169         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4170         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4171         return map;
4172 }
4173
4174 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4175         __isl_take isl_set *set2)
4176 {
4177         isl_map *map;
4178         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4179         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4180         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4181         return map;
4182 }
4183
4184 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4185         __isl_take isl_map *map2)
4186 {
4187         isl_map *map;
4188         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4189         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4190         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4191         return map;
4192 }
4193
4194 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4195         __isl_take isl_map *map2)
4196 {
4197         isl_map *map;
4198         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4199         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4200         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4201         return map;
4202 }
4203
4204 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4205         __isl_take isl_map *map2)
4206 {
4207         isl_map *map;
4208         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4209         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4210         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4211         return map;
4212 }
4213
4214 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4215         __isl_take isl_map *map2)
4216 {
4217         isl_map *map;
4218         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4219         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4220         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4221         return map;
4222 }
4223
4224 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4225         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4226 {
4227         struct isl_basic_map *bmap;
4228
4229         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4230         if (!bset || !dim)
4231                 goto error;
4232
4233         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4234         isl_space_free(bset->dim);
4235         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4236         bmap->dim = dim;
4237         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4238 error:
4239         isl_basic_set_free(bset);
4240         isl_space_free(dim);
4241         return NULL;
4242 }
4243
4244 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4245 {
4246         if (!bmap)
4247                 goto error;
4248         if (bmap->dim->n_in == 0)
4249                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4250         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4251         if (!bmap)
4252                 goto error;
4253         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4254         if (!bmap->dim)
4255                 goto error;
4256         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4257         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4258 error:
4259         isl_basic_map_free(bmap);
4260         return NULL;
4261 }
4262
4263 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4264  *
4265  *              f - m d >= 0
4266  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4267  *
4268  * Note that the second constraint is the negation of
4269  *
4270  *              f - m d >= n
4271  */
4272 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4273         unsigned pos, isl_int *div)
4274 {
4275         int i, j;
4276         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4277
4278         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4279         if (i < 0)
4280                 return -1;
4281         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4282         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4283
4284         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4285         if (j < 0)
4286                 return -1;
4287         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4288         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4289         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4290         return j;
4291 }
4292
4293 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4294         unsigned pos, isl_int *div)
4295 {
4296         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4297                                                         pos, div);
4298 }
4299
4300 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4301 {
4302         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4303         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4304
4305         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4306                                                         bmap->div[div]);
4307 }
4308
4309 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4310 {
4311         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4312 }
4313
4314 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4315                 struct isl_basic_map *bmap)
4316 {
4317         if (!bmap)
4318                 goto error;
4319         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4320             bmap->n_div == 0 &&
4321             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4322             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4323                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4324         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4325         if (!bmap)
4326                 goto error;
4327         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4328         if (!bmap->dim)
4329                 goto error;
4330         bmap->extra -= bmap->n_div;
4331         bmap->n_div = 0;
4332         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4333         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4334 error:
4335         isl_basic_map_free(bmap);
4336         return NULL;
4337 }
4338
4339 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4340                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4341 {
4342         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4343 }
4344
4345 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4346         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4347 {
4348         struct isl_basic_map *bmap;
4349         struct isl_ctx *ctx;
4350         unsigned total;
4351         int i;
4352
4353         if (!bset || !like)
4354                 goto error;
4355         ctx = bset->ctx;
4356         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4357         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4358         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4359                         goto error);
4360         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4361                 isl_basic_map_free(like);
4362                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4363         }
4364         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4365         if (!bset)
4366                 goto error;
4367         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4368         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4369         isl_space_free(bmap->dim);
4370         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4371         if (!bmap->dim)
4372                 goto error;
4373         bmap->n_div = like->n_div;
4374         bmap->extra += like->n_div;
4375         if (bmap->extra) {
4376                 unsigned ltotal;
4377                 isl_int **div;
4378                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4379                 if (ltotal > total)
4380                         ltotal = total;
4381                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4382                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4383                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4384                         goto error;
4385                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4386                 if (!div)
4387                         goto error;
4388                 bmap->div = div;
4389                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4390                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4391                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4392                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4393                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4394                 }
4395                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4396                                                         0, 2 * like->n_div);
4397                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4398                         if (!bmap)
4399                                 break;
4400                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4401                                 continue;
4402                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4403                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4404                 }
4405         }
4406         isl_basic_map_free(like);
4407         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4408         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4409         return bmap;
4410 error:
4411         isl_basic_map_free(like);
4412         isl_basic_set_free(bset);
4413         return NULL;
4414 }
4415
4416 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4417         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4418 {
4419         return (struct isl_basic_set *)
4420                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4421 }
4422
4423 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4424         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4425 {
4426         int i;
4427
4428         if (!set || !like)
4429                 goto error;
4430         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4431                     goto error);
4432         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4433                 isl_basic_set_free(like);
4434                 return set;
4435         }
4436         set = isl_set_cow(set);
4437         if (!set)
4438                 goto error;
4439         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4440                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4441                                                       isl_basic_set_copy(like));
4442                 if (!set->p[i])
4443                         goto error;
4444         }
4445         isl_space_free(set->dim);
4446         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4447         if (!set->dim)
4448                 goto error;
4449         isl_basic_set_free(like);
4450         return set;
4451 error:
4452         isl_basic_set_free(like);
4453         isl_set_free(set);
4454         return NULL;
4455 }
4456
4457 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4458 {
4459         int i;
4460
4461         map = isl_map_cow(map);
4462         if (!map)
4463                 return NULL;
4464         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4465         if (!map->dim)
4466                 goto error;
4467
4468         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4469                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4470                                 goto error);
4471         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4472                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4473                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4474                 if (!map->p[i])
4475                         goto error;
4476         }
4477         if (map->n == 0)
4478                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4479         else {
4480                 isl_space_free(map->dim);
4481                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4482         }
4483         if (!map->dim)
4484                 goto error;
4485         return (struct isl_set *)map;
4486 error:
4487         isl_map_free(map);
4488         return NULL;
4489 }
4490
4491 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4492 {
4493         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4494 }
4495
4496 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4497         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4498 {
4499         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4500         if (!bmap || !dim)
4501                 goto error;
4502
4503         isl_space_free(bmap->dim);
4504         bmap->dim = dim;
4505
4506         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4507
4508         return bmap;
4509 error:
4510         isl_basic_map_free(bmap);
4511         isl_space_free(dim);
4512         return NULL;
4513 }
4514
4515 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4516         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4517 {
4518         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4519                                                         dim);
4520 }
4521
4522 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4523         __isl_take isl_space *dim)
4524 {
4525         int i;
4526
4527         map = isl_map_cow(map);
4528         if (!map || !dim)
4529                 goto error;
4530
4531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4532                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4533                                                     isl_space_copy(dim));
4534                 if (!map->p[i])
4535                         goto error;
4536         }
4537         isl_space_free(map->dim);
4538         map->dim = dim;
4539
4540         return map;
4541 error:
4542         isl_map_free(map);
4543         isl_space_free(dim);
4544         return NULL;
4545 }
4546
4547 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4548         __isl_take isl_space *dim)
4549 {
4550         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4551 }
4552
4553 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4554  */
4555 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4556 {
4557         isl_space *space;
4558         unsigned n;
4559
4560         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4561                 return bset;
4562
4563         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4564         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4565         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4566         space = isl_space_params(space);
4567         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4568         return bset;
4569 }
4570
4571 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4572  */
4573 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4574         __isl_take isl_basic_set *bset)
4575 {
4576         isl_space *space;
4577         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4578         space = isl_space_set_from_params(space);
4579         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4580         return bset;
4581 }
4582
4583 /* Compute the parameter domain of the given set.
4584  */
4585 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4586 {
4587         isl_space *space;
4588         unsigned n;
4589
4590         if (isl_set_is_params(set))
4591                 return set;
4592
4593         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4594         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4595         space = isl_set_get_space(set);
4596         space = isl_space_params(space);
4597         set = isl_set_reset_space(set, space);
4598         return set;
4599 }
4600
4601 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4602  */
4603 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4604 {
4605         isl_space *space;
4606         space = isl_set_get_space(set);
4607         space = isl_space_set_from_params(space);
4608         set = isl_set_reset_space(set, space);
4609         return set;
4610 }
4611
4612 /* Compute the parameter domain of the given map.
4613  */
4614 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4615 {
4616         isl_space *space;
4617         unsigned n;
4618
4619         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4620         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4621         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4622         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4623         space = isl_map_get_space(map);
4624         space = isl_space_params(space);
4625         map = isl_map_reset_space(map, space);
4626         return map;
4627 }
4628
4629 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4630 {
4631         isl_space *dim;
4632         struct isl_basic_set *domain;
4633         unsigned n_in;
4634         unsigned n_out;
4635
4636         if (!bmap)
4637                 return NULL;
4638         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4639
4640         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4641         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4642         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4643         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4644
4645         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4646
4647         return domain;
4648 }
4649
4650 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4651 {
4652         if (!bmap)
4653                 return -1;
4654         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4655 }
4656
4657 /* Is this basic map actually a set?
4658  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4659  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4660  */
4661 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4662 {
4663         if (!bmap)
4664                 return -1;
4665         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4666 }
4667
4668 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4669 {
4670         if (!bmap)
4671                 return NULL;
4672         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4673                 return bmap;
4674         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4675 }
4676
4677 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4678         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4679 {
4680         int i, k;
4681         isl_space *dim;
4682         isl_basic_map *domain;
4683         int nparam, n_in, n_out;
4684         unsigned total;
4685
4686         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4687         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4688         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4689
4690         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4691         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4692
4693         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4694         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4695         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4696
4697         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4698
4699         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4700                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4701                 if (k < 0)
4702                         goto error;
4703                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4704                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4705                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4706         }
4707
4708         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4709         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4710 error:
4711         isl_basic_map_free(bmap);
4712         return NULL;
4713 }
4714
4715 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4716         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4717 {
4718         int i, k;
4719         isl_space *dim;
4720         isl_basic_map *range;
4721         int nparam, n_in, n_out;
4722         unsigned total;
4723
4724         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4725         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4726         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4727
4728         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4729         range = isl_basic_map_universe(dim);
4730
4731         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4732         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4733         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4734
4735         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4736
4737         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4738                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4739                 if (k < 0)
4740                         goto error;
4741                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4742                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4743                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4744         }
4745
4746         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4747         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4748 error:
4749         isl_basic_map_free(bmap);
4750         return NULL;
4751 }
4752
4753 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4754 {
4755         if (!map)
4756                 return -1;
4757         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4758 }
4759
4760 /* Is this map actually a set?
4761  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4762  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4763  */
4764 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4765 {
4766         if (!map)
4767                 return -1;
4768         return isl_space_is_set(map->dim);
4769 }
4770
4771 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4772 {
4773         int i;
4774         struct isl_set *set;
4775
4776         if (!map)
4777                 goto error;
4778         if (isl_map_is_set(map))
4779                 return (isl_set *)map;
4780
4781         map = isl_map_cow(map);
4782         if (!map)
4783                 goto error;
4784
4785         set = (struct isl_set *) map;
4786         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4787         if (!set->dim)
4788                 goto error;
4789         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4790                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4791                 if (!set->p[i])
4792                         goto error;
4793         }
4794         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4795         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4796         return set;
4797 error:
4798         isl_map_free(map);
4799         return NULL;
4800 }
4801
4802 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4803 {
4804         int i;
4805         isl_space *domain_dim;
4806
4807         map = isl_map_cow(map);
4808         if (!map)
4809                 return NULL;
4810
4811         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4812         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4813         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4814         if (!map->dim)
4815                 goto error;
4816         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4817                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4818                 if (!map->p[i])
4819                         goto error;
4820         }
4821         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4822         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4823         return map;
4824 error:
4825         isl_map_free(map);
4826         return NULL;
4827 }
4828
4829 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4830 {
4831         int i;
4832         isl_space *range_dim;
4833
4834         map = isl_map_cow(map);
4835         if (!map)
4836                 return NULL;
4837
4838         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4839         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4840         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4841         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4842         if (!map->dim)
4843                 goto error;
4844         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4845                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4846                 if (!map->p[i])
4847                         goto error;
4848         }
4849         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4850         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4851         return map;
4852 error:
4853         isl_map_free(map);
4854         return NULL;
4855 }
4856
4857 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4858         __isl_take isl_space *dim)
4859 {
4860         int i;
4861         struct isl_map *map = NULL;
4862
4863         set = isl_set_cow(set);
4864         if (!set || !dim)
4865                 goto error;
4866         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4867         map = (struct isl_map *)set;
4868         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4869                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4870                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4871                 if (!map->p[i])
4872                         goto error;
4873         }
4874         isl_space_free(map->dim);
4875         map->dim = dim;
4876         return map;
4877 error:
4878         isl_space_free(dim);
4879         isl_set_free(set);
4880         return NULL;
4881 }
4882
4883 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4884         __isl_take isl_basic_set *bset)
4885 {
4886         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4887 }
4888
4889 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4890         __isl_take isl_basic_set *bset)
4891 {
4892         isl_space *space;
4893         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4894         space = isl_space_from_range(space);
4895         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4896         return (isl_basic_map *)bset;
4897 }
4898
4899 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4900 {
4901         isl_space *space;
4902         space = isl_set_get_space(set);
4903         space = isl_space_from_range(space);
4904         set = isl_set_reset_space(set, space);
4905         return (struct isl_map *)set;
4906 }
4907
4908 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4909 {
4910         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4911 }
4912
4913 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4914         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4915 {
4916         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4917 }
4918
4919 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4920         __isl_take isl_set *range)
4921 {
4922         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4923 }
4924
4925 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4926 {
4927         int i;
4928         struct isl_set *set = NULL;
4929
4930         if (!map)
4931                 return NULL;
4932         map = isl_map_cow(map);
4933         if (!map)
4934                 return NULL;
4935         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4936         if (!map->dim)
4937                 goto error;
4938         set = (struct isl_set *)map;
4939         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4940                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4941                 if (!set->p[i])
4942                         goto error;
4943         }
4944         return set;
4945 error:
4946         isl_map_free(map);
4947         return NULL;
4948 }
4949
4950 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4951         unsigned flags)
4952 {
4953         struct isl_map *map;
4954
4955         if (!dim)
4956                 return NULL;
4957         if (n < 0)
4958                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4959                         "negative number of basic maps", goto error);
4960         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4961                         sizeof(struct isl_map) +
4962                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4963         if (!map)
4964                 goto error;
4965
4966         map->ctx = dim->ctx;
4967         isl_ctx_ref(map->ctx);
4968         map->ref = 1;
4969         map->size = n;
4970         map->n = 0;
4971         map->dim = dim;
4972         map->flags = flags;
4973         return map;
4974 error:
4975         isl_space_free(dim);
4976         return NULL;
4977 }
4978
4979 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4980                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4981                 unsigned flags)
4982 {
4983         struct isl_map *map;
4984         isl_space *dims;
4985
4986         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4987         if (!dims)
4988                 return NULL;
4989
4990         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4991         return map;
4992 }
4993
4994 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4995 {
4996         struct isl_basic_map *bmap;
4997         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4998         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4999         return bmap;
5000 }
5001
5002 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5003 {
5004         struct isl_basic_set *bset;
5005         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5006         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5007         return bset;
5008 }
5009
5010 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
5011 {
5012         struct isl_basic_map *bmap;
5013         if (!model)
5014                 return NULL;
5015         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5016         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5017         return bmap;
5018 }
5019
5020 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
5021 {
5022         struct isl_basic_map *bmap;
5023         if (!model)
5024                 return NULL;
5025         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5026         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5027         return bmap;
5028 }
5029
5030 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5031 {
5032         struct isl_basic_set *bset;
5033         if (!model)
5034                 return NULL;
5035         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5036         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5037         return bset;
5038 }
5039
5040 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5041 {
5042         struct isl_basic_map *bmap;
5043         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5044         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5045         return bmap;
5046 }
5047
5048 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5049 {
5050         struct isl_basic_set *bset;
5051         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5052         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5053         return bset;
5054 }
5055
5056 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5057 {
5058         int i;
5059         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5060         isl_basic_map *bmap;
5061
5062         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5063         for (i = 0; i < total; ++i) {
5064                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5065                 if (k < 0)
5066                         goto error;
5067                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5068                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5069         }
5070         return bmap;
5071 error:
5072         isl_basic_map_free(bmap);
5073         return NULL;
5074 }
5075
5076 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5077 {
5078         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5079 }
5080
5081 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5082 {
5083         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5084 }
5085
5086 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5087 {
5088         return isl_map_nat_universe(dim);
5089 }
5090
5091 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5092                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5093 {
5094         if (!model)
5095                 return NULL;
5096         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5097 }
5098
5099 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5100 {
5101         if (!model)
5102                 return NULL;
5103         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5104 }
5105
5106 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5107         __isl_keep isl_set *model)
5108 {
5109         if (!model)
5110                 return NULL;
5111         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5112 }
5113
5114 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5115 {
5116         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5117 }
5118
5119 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5120 {
5121         if (!model)
5122                 return NULL;
5123         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5124 }
5125
5126 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5127 {
5128         if (!model)
5129                 return NULL;
5130         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5131 }
5132
5133 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5134 {
5135         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5136 }
5137
5138 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5139 {
5140         if (!model)
5141                 return NULL;
5142         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5143 }
5144
5145 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5146 {
5147         struct isl_map *map;
5148         if (!dim)
5149                 return NULL;
5150         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5151         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5152         return map;
5153 }
5154
5155 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5156 {
5157         struct isl_set *set;
5158         if (!dim)
5159                 return NULL;
5160         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5161         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5162         return set;
5163 }
5164
5165 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5166 {
5167         if (!model)
5168                 return NULL;
5169         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5170 }
5171
5172 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5173 {
5174         int i;
5175         struct isl_map *dup;
5176
5177         if (!map)
5178                 return NULL;
5179         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5180         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5181                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5182         return dup;
5183 }
5184
5185 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5186                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5187 {
5188         if (!bmap || !map)
5189                 goto error;
5190         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5191                 isl_basic_map_free(bmap);
5192                 return map;
5193         }
5194         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5195         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5196         map->p[map->n] = bmap;
5197         map->n++;
5198         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5199         return map;
5200 error:
5201         if (map)
5202                 isl_map_free(map);
5203         if (bmap)
5204                 isl_basic_map_free(bmap);
5205         return NULL;
5206 }
5207
5208 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5209 {
5210         int i;
5211
5212         if (!map)
5213                 return NULL;
5214
5215         if (--map->ref > 0)
5216                 return NULL;
5217
5218         isl_ctx_deref(map->ctx);
5219         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5220                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5221         isl_space_free(map->dim);
5222         free(map);
5223
5224         return NULL;
5225 }
5226
5227 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5228                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5229 {
5230         int i;
5231
5232         base = isl_map_cow(base);
5233         if (!base)
5234                 return NULL;
5235
5236         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5237         if (!base->dim)
5238                 goto error;
5239         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5240                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5241                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5242                 if (!base->p[i])
5243                         goto error;
5244         }
5245         return base;
5246 error:
5247         isl_map_free(base);
5248         return NULL;
5249 }
5250
5251 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5252                 unsigned nparam, unsigned dim)
5253 {
5254         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5255                                                         nparam, 0, dim);
5256 }
5257
5258 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5259         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5260 {
5261         int j;
5262
5263         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5264         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5265         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5266         if (j < 0)
5267                 goto error;
5268         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5269         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5270         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5271         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5272         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5273 error:
5274         isl_basic_map_free(bmap);
5275         return NULL;
5276 }
5277
5278 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5279         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5280 {
5281         int j;
5282
5283         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5284         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5285         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5286         if (j < 0)
5287                 goto error;
5288         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5289         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5290         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5291         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5292         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5293 error:
5294         isl_basic_map_free(bmap);
5295         return NULL;
5296 }
5297
5298 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5299                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5300 {
5301         if (!bmap)
5302                 return NULL;
5303         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5304         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5305                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5306 error:
5307         isl_basic_map_free(bmap);
5308         return NULL;
5309 }
5310
5311 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5312                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5313 {
5314         if (!bmap)
5315                 return NULL;
5316         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5317         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5318                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5319 error:
5320         isl_basic_map_free(bmap);
5321         return NULL;
5322 }
5323
5324 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5325                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5326 {
5327         return (struct isl_basic_set *)
5328                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5329                                         type, pos, value);
5330 }
5331
5332 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5333                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5334 {
5335         return (struct isl_basic_set *)
5336                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5337                                         type, pos, value);
5338 }
5339
5340 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5341                 unsigned input, int value)
5342 {
5343         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5344 }
5345
5346 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5347                 unsigned dim, int value)
5348 {
5349         return (struct isl_basic_set *)
5350                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5351                                         isl_dim_set, dim, value);
5352 }
5353
5354 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5355 {
5356         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5357
5358         if (empty < 0)
5359                 return -1;
5360         if (!empty)
5361                 return 0;
5362
5363         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5364         if (i != map->n - 1) {
5365                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5366                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5367         }
5368         map->n--;
5369
5370         return 0;
5371 }
5372
5373 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5374  * the only reference to "map".
5375  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5376  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5377  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5378  * in case anything goes wrong.
5379  */
5380 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5381         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5382 {
5383         struct isl_basic_map *bmap;
5384         int i;
5385
5386         if (!map)
5387                 return NULL;
5388
5389         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5390                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5391                 bmap = fn(bmap);
5392                 if (!bmap)
5393                         goto error;
5394                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5395                 map->p[i] = bmap;
5396                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5397                         goto error;
5398         }
5399
5400         return map;
5401 error:
5402         isl_map_free(map);
5403         return NULL;
5404 }
5405
5406 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5407                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5408 {
5409         int i;
5410
5411         map = isl_map_cow(map);
5412         if (!map)
5413                 return NULL;
5414
5415         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5416         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5417                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5418                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5419                         goto error;
5420         }
5421         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5422         return map;
5423 error:
5424         isl_map_free(map);
5425         return NULL;
5426 }
5427
5428 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5429                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5430 {
5431         return (struct isl_set *)
5432                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5433 }
5434
5435 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5436                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5437 {
5438         int i;
5439
5440         map = isl_map_cow(map);
5441         if (!map)
5442                 return NULL;
5443
5444         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5445         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5446                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5447                 if (!map->p[i])
5448                         goto error;
5449         }
5450         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5451         return map;
5452 error:
5453         isl_map_free(map);
5454         return NULL;
5455 }
5456
5457 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5458                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5459 {
5460         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5461 }
5462
5463 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5464                 unsigned input, int value)
5465 {
5466         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5467 }
5468
5469 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5470 {
5471         return (struct isl_set *)
5472                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5473 }
5474
5475 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5476         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5477         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5478 {
5479         int j;
5480
5481         if (!bmap)
5482                 return NULL;
5483         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5484         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5485         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5486         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5487         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5488         if (j < 0)
5489                 goto error;
5490         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5491         if (upper) {
5492                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5493                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5494         } else {
5495                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5496                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5497         }
5498         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5499         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5500 error:
5501         isl_basic_map_free(bmap);
5502         return NULL;
5503 }
5504
5505 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5506         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5507         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5508 {
5509         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5510 }
5511
5512 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5513  */
5514 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5515         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5516         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5517 {
5518         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5519 }
5520
5521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5522         unsigned dim, isl_int value)
5523 {
5524         int j;
5525
5526         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5527         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5528         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5529         if (j < 0)
5530                 goto error;
5531         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5532         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5533         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5534         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5535         return isl_basic_set_finalize(bset);
5536 error:
5537         isl_basic_set_free(bset);
5538         return NULL;
5539 }
5540
5541 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5542         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5543 {
5544         int i;
5545
5546         map = isl_map_cow(map);
5547         if (!map)
5548                 return NULL;
5549
5550         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5551         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5552                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5553                                                  type, pos, value, upper);
5554                 if (!map->p[i])
5555                         goto error;
5556         }
5557         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5558         return map;
5559 error:
5560         isl_map_free(map);
5561         return NULL;
5562 }
5563
5564 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5565         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5566 {
5567         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5568 }
5569
5570 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5571         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5572 {
5573         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5574 }
5575
5576 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5577                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5578 {
5579         return (struct isl_set *)
5580                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5581 }
5582
5583 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5584         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5585 {
5586         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5587 }
5588
5589 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5590  * is set) to "value".
5591  */
5592 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5593         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5595 {
5596         int j;
5597
5598         if (!bmap)
5599                 return NULL;
5600         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5601                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5602                         "index out of bounds", goto error);
5603         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5604         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5605         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5606         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5607         if (j < 0)
5608                 goto error;
5609         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5610         if (upper) {
5611                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5612                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5613         } else {
5614                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5615                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5616         }
5617         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5619 error:
5620         isl_basic_map_free(bmap);
5621         return NULL;
5622 }
5623
5624 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5625  * is set) to "value".
5626  */
5627 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5628         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5629 {
5630         int i;
5631
5632         map = isl_map_cow(map);
5633         if (!map)
5634                 return NULL;
5635
5636         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5637                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5638                         "index out of bounds", goto error);
5639         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5640                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5641                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5642                         goto error;
5643         }
5644         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5645         return map;
5646 error:
5647         isl_map_free(map);
5648         return NULL;
5649 }
5650
5651 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5652         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5653 {
5654         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5655 }
5656
5657 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5658         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5659 {
5660         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5661 }
5662
5663 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5664         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5665 {
5666         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5667 }
5668
5669 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5670         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5671 {
5672         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5673 }
5674
5675 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5676                                         isl_int value)
5677 {
5678         int i;
5679
5680         set = isl_set_cow(set);
5681         if (!set)
5682                 return NULL;
5683
5684         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5685         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5686                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5687                 if (!set->p[i])
5688                         goto error;
5689         }
5690         return set;
5691 error:
5692         isl_set_free(set);
5693         return NULL;
5694 }
5695
5696 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5697 {
5698         int i;
5699
5700         map = isl_map_cow(map);
5701         if (!map)
5702                 return NULL;
5703
5704         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5705         if (!map->dim)
5706                 goto error;
5707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5708                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5709                 if (!map->p[i])
5710                         goto error;
5711         }
5712         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5713         return map;
5714 error:
5715         isl_map_free(map);
5716         return NULL;
5717 }
5718
5719 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5720                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5721                 struct isl_set **empty, int max)
5722 {
5723         if (!bmap)
5724                 goto error;
5725         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5726                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5727         else
5728                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5729 error:
5730         isl_basic_map_free(bmap);
5731         isl_basic_set_free(dom);
5732         if (empty)
5733                 *empty = NULL;
5734         return NULL;
5735 }
5736
5737 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5738                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5739                 struct isl_set **empty)
5740 {
5741         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5742 }
5743
5744 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5745                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5746                 struct isl_set **empty)
5747 {
5748         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5749 }
5750
5751 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5752                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5753                 struct isl_set **empty)
5754 {
5755         return (struct isl_set *)
5756                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5757                         dom, empty);
5758 }
5759
5760 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5761                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5762                 struct isl_set **empty)
5763 {
5764         return (struct isl_set *)
5765                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5766                         dom, empty);
5767 }
5768
5769 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5770         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5771         __isl_give isl_set **empty)
5772 {
5773         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5774 }
5775
5776 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5777         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5778         __isl_give isl_set **empty)
5779 {
5780         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5781 }
5782
5783 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5784         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5785         __isl_give isl_set **empty)
5786 {
5787         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5788 }
5789
5790 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5791         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5792         __isl_give isl_set **empty)
5793 {
5794         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5795 }
5796
5797 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5798         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5799 {
5800         isl_basic_set *dom = NULL;
5801         isl_space *dom_space;
5802
5803         if (!bmap)
5804                 goto error;
5805         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5806         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5807         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5808 error:
5809         isl_basic_map_free(bmap);
5810         return NULL;
5811 }
5812
5813 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5814         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5815 {
5816         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5817 }
5818
5819 #undef TYPE
5820 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5821 #undef SUFFIX
5822 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5823 #undef EMPTY
5824 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5825 #undef ADD
5826 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5827 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5828
5829 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5830  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5831  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5832  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5833  *
5834  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5835  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5836  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5837  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5838  * update both "res" and "todo".
5839  */
5840 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5841         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5842         __isl_give isl_set **empty, int max)
5843 {
5844         int i;
5845         isl_pw_multi_aff *res;
5846         isl_set *todo;
5847
5848         if (!map || !dom)
5849                 goto error;
5850
5851         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5852                 if (empty)
5853                         *empty = dom;
5854                 else
5855                         isl_set_free(dom);
5856                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5857         }
5858
5859         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5860                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5861                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5862
5863         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5864                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5865                 isl_set *todo_i;
5866
5867                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5868                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5869                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5870
5871                 if (max)
5872                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5873                 else
5874                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5875
5876                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5877         }
5878
5879         isl_set_free(dom);
5880         isl_map_free(map);
5881
5882         if (empty)
5883                 *empty = todo;
5884         else
5885                 isl_set_free(todo);
5886
5887         return res;
5888 error:
5889         if (empty)
5890                 *empty = NULL;
5891         isl_set_free(dom);
5892         isl_map_free(map);
5893         return NULL;
5894 }
5895
5896 #undef TYPE
5897 #define TYPE    isl_map
5898 #undef SUFFIX
5899 #define SUFFIX
5900 #undef EMPTY
5901 #define EMPTY   isl_map_empty
5902 #undef ADD
5903 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5904 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5905
5906 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5907  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5908  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5909  *
5910  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5911  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5912  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5913  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5914  * update both "res" and "todo".
5915  *
5916  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5917  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5918  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5919  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5920  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5921  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5922  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5923  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5924  * for the ith basic map, i.e.,
5925  *
5926  *      todo^i = todo^k * todo_i
5927  *
5928  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5929  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5930  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5931  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5932  * the lexicographic order.)
5933  * In practice, we compute
5934  *
5935  *      res^k * (res_i . "<=")
5936  *
5937  * and
5938  *
5939  *      res_i * (res^k . "<")
5940  *
5941  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5942  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5943  * that one, i.e.,
5944  *
5945  *      res^k * todo_i
5946  * and
5947  *      res_i * todo^k
5948  *
5949  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5950  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5951  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5952  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5953  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5954  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5955  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5956  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5957  * the previous basic maps.
5958  */
5959 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5960                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5961                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5962 {
5963         int i;
5964         struct isl_map *res;
5965         struct isl_set *todo;
5966
5967         if (!map || !dom)
5968                 goto error;
5969
5970         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5971                 if (empty)
5972                         *empty = dom;
5973                 else
5974                         isl_set_free(dom);
5975                 return map;
5976         }
5977
5978         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5979                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5980
5981         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5982                 isl_map *lt, *le;
5983                 isl_map *res_i;
5984                 isl_set *todo_i;
5985                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5986
5987                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5988                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5989
5990                 if (max) {
5991                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5992                         le = isl_map_lex_le(dim);
5993                 } else {
5994                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5995                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5996                 }
5997                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5998                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5999                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
6000                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
6001
6002                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
6003                         res = isl_map_intersect_domain(res,
6004                                                         isl_set_copy(todo_i));
6005                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
6006                                                         isl_set_copy(todo));
6007                 }
6008
6009                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
6010                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
6011                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
6012
6013                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
6014         }
6015
6016         isl_set_free(dom);
6017         isl_map_free(map);
6018
6019         if (empty)
6020                 *empty = todo;
6021         else
6022                 isl_set_free(todo);
6023
6024         return res;
6025 error:
6026         if (empty)
6027                 *empty = NULL;
6028         isl_set_free(dom);
6029         isl_map_free(map);
6030         return NULL;
6031 }
6032
6033 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
6034                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6035                 __isl_give isl_set **empty)
6036 {
6037         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
6038 }
6039
6040 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6041                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6042                 __isl_give isl_set **empty)
6043 {
6044         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6045 }
6046
6047 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6048                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6049                 __isl_give isl_set **empty)
6050 {
6051         return (struct isl_set *)
6052                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6053                         dom, empty);
6054 }
6055
6056 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6057                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6058                 __isl_give isl_set **empty)
6059 {
6060         return (struct isl_set *)
6061                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6062                         dom, empty);
6063 }
6064
6065 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6066 {
6067         struct isl_basic_set *dom = NULL;
6068         isl_space *dom_dim;
6069
6070         if (!bmap)
6071                 goto error;
6072         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
6073         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
6074         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6075 error:
6076         isl_basic_map_free(bmap);
6077         return NULL;
6078 }
6079
6080 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6081 {
6082         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6083 }
6084
6085 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6086 {
6087         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6088 }
6089
6090 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6091 {
6092         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6093 }
6094
6095 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6096 {
6097         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6098 }
6099
6100 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6101 {
6102         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6103 }
6104
6105 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6106 {
6107         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6108 }
6109
6110 /* Extract the first and only affine expression from list
6111  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6112  * This domain is known to be disjoint from other domains
6113  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6114  */
6115 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6116         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6117 {
6118         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6119         isl_aff *aff;
6120         isl_pw_aff **pwaff = user;
6121         isl_pw_aff *pwaff_i;
6122
6123         if (!list)
6124                 goto error;
6125         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6126                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6127                         "expecting single element list", goto error);
6128
6129         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6130         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6131
6132         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6133
6134         isl_aff_list_free(list);
6135
6136         return 0;
6137 error:
6138         isl_basic_set_free(dom);
6139         isl_aff_list_free(list);
6140         return -1;
6141 }
6142
6143 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6144  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6145  *
6146  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6147  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6148  */
6149 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6150         int max)
6151 {
6152         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6153         isl_pw_aff *pwaff;
6154         int r;
6155
6156         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6157         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6158         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6159
6160         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6161         if (r < 0)
6162                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6163
6164         return pwaff;
6165 }
6166
6167 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6168  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6169  * but independently of the other output dimensions.
6170  *
6171  * We first project out the other output dimension and then compute
6172  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6173  * using isl_pw_aff_union_max.
6174  */
6175 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6176         int max)
6177 {
6178         int i;
6179         isl_pw_aff *pwaff;
6180         unsigned n_out;
6181
6182         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6183         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6184         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6185         if (!map)
6186                 return NULL;
6187
6188         if (map->n == 0) {
6189                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6190                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6191                 isl_map_free(map);
6192                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6193         }
6194
6195         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6196         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6197                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6198
6199                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6200                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6201         }
6202
6203         isl_map_free(map);
6204
6205         return pwaff;
6206 }
6207
6208 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6209  * parameters and input dimensions, but independently of
6210  * the other output dimensions.
6211  */
6212 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6213 {
6214         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6215 }
6216
6217 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6218  * as a function of the parameters,
6219  * but independently of the other set dimensions.
6220  */
6221 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6222         int max)
6223 {
6224         return map_dim_opt(set, pos, max);
6225 }
6226
6227 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6228  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6229  */
6230 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6231 {
6232         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6233 }
6234
6235 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6236  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6237  */
6238 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6239 {
6240         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6241 }
6242
6243 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6244  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6245  */
6246 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6247         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6248 {
6249         unsigned nparam;
6250
6251         if (!bset || !mat)
6252                 goto error;
6253
6254         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6255         if (!bset->dim)
6256                 goto error;
6257
6258         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6259
6260         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6261
6262         bset->dim->nparam = 0;
6263         bset->dim->n_out = nparam;
6264         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6265         if (bset) {
6266                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6267                 bset->dim->n_out = 0;
6268         }
6269         return bset;
6270 error:
6271         isl_mat_free(mat);
6272         isl_basic_set_free(bset);
6273         return NULL;
6274 }
6275
6276 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6277  * set is assumed to have only parameters and divs.
6278  */
6279 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6280         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6281 {
6282         isl_space *dim = NULL;
6283         unsigned nparam;
6284
6285         if (!set || !mat)
6286                 goto error;
6287
6288         dim = isl_space_copy(set->dim);
6289         dim = isl_space_cow(dim);
6290         if (!dim)
6291                 goto error;
6292
6293         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6294
6295         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6296
6297         dim->nparam = 0;
6298         dim->n_out = nparam;
6299         isl_set_reset_space(set, dim);
6300         set = isl_set_preimage(set, mat);
6301         if (!set)
6302                 goto error2;
6303         dim = isl_space_copy(set->dim);
6304         dim = isl_space_cow(dim);
6305         if (!dim)
6306                 goto error2;
6307         dim->nparam = dim->n_out;
6308         dim->n_out = 0;
6309         isl_set_reset_space(set, dim);
6310         return set;
6311 error:
6312         isl_space_free(dim);
6313         isl_mat_free(mat);
6314 error2:
6315         isl_set_free(set);
6316         return NULL;
6317 }
6318
6319 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6320  * equalities in "eq".
6321  */
6322 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6323         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6324 {
6325         int i, k;
6326         unsigned len;
6327
6328         if (!bset || !eq)
6329                 goto error;
6330
6331         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6332                                         eq->n_row, 0);
6333         if (!bset)
6334                 goto error;
6335
6336         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6337         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6338                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6339                 if (k < 0)
6340                         goto error;
6341                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6342                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6343         }
6344         isl_mat_free(eq);
6345
6346         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6347         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6348
6349         return bset;
6350 error:
6351         isl_mat_free(eq);
6352         isl_basic_set_free(bset);
6353         return NULL;
6354 }
6355
6356 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6357  * equalities in "eq".
6358  */
6359 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6360         struct isl_mat *eq)
6361 {
6362         int i;
6363
6364         if (!set || !eq)
6365                 goto error;
6366
6367         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6368                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6369                                         isl_mat_copy(eq));
6370                 if (!set->p[i])
6371                         goto error;
6372         }
6373         isl_mat_free(eq);
6374         return set;
6375 error:
6376         isl_mat_free(eq);
6377         isl_set_free(set);
6378         return NULL;
6379 }
6380
6381 /* Given a basic set "bset" that only involves parameters and existentially
6382  * quantified variables, return the index of the first equality
6383  * that only involves parameters.  If there is no such equality then
6384  * return bset->n_eq.
6385  *
6386  * This function assumes that isl_basic_set_gauss has been called on "bset".
6387  */
6388 static int first_parameter_equality(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6389 {
6390         int i, j;
6391         unsigned nparam, n_div;
6392
6393         if (!bset)
6394                 return -1;
6395
6396         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6397         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6398
6399         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6400                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6401                         ++i;
6402         }
6403
6404         return i;
6405 }
6406
6407 /* Compute an explicit representation for the existentially quantified
6408  * variables in "bset" by computing the "minimal value" of the set
6409  * variables.  Since there are no set variables, the computation of
6410  * the minimal value essentially computes an explicit representation
6411  * of the non-empty part(s) of "bset".
6412  *
6413  * The input only involves parameters and existentially quantified variables.
6414  * All equalities among parameters have been removed.
6415  *
6416  * Since the existentially quantified variables in the result are in general
6417  * going to be different from those in the input, we first replace
6418  * them by the minimal number of variables based on their equalities.
6419  * This should simplify the parametric integer programming.
6420  */
6421 static __isl_give isl_set *base_compute_divs(__isl_take isl_basic_set *bset)
6422 {
6423         isl_morph *morph1, *morph2;
6424         isl_set *set;
6425         unsigned n;
6426
6427         if (!bset)
6428                 return NULL;
6429         if (bset->n_eq == 0)
6430                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6431
6432         morph1 = isl_basic_set_parameter_compression(bset);
6433         bset = isl_morph_basic_set(isl_morph_copy(morph1), bset);
6434         bset = isl_basic_set_lift(bset);
6435         morph2 = isl_basic_set_variable_compression(bset, isl_dim_set);
6436         bset = isl_morph_basic_set(morph2, bset);
6437         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6438         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
6439
6440         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6441
6442         set = isl_morph_set(isl_morph_inverse(morph1), set);
6443
6444         return set;
6445 }
6446
6447 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6448  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6449  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6450  * The output has the same parameters, but only
6451  * explicit existentially quantified variables.
6452  *
6453  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6454  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6455  * among the parameters by performing a variable compression on
6456  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6457  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6458  *
6459  * The variable compression on the parameters may uncover additional
6460  * equalities that were only implicit before.  We therefore check
6461  * if there are any new parameter equalities in the result and
6462  * if so recurse.  The removal of parameter equalities is required
6463  * for the parameter compression performed by base_compute_divs.
6464  */
6465 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6466 {
6467         int i;
6468         struct isl_mat *eq;
6469         struct isl_mat *T, *T2;
6470         struct isl_set *set;
6471         unsigned nparam;
6472
6473         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6474         if (!bset)
6475                 return NULL;
6476
6477         if (bset->n_eq == 0)
6478                 return base_compute_divs(bset);
6479
6480         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6481         if (!bset)
6482                 return NULL;
6483         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6484                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6485
6486         i = first_parameter_equality(bset);
6487         if (i == bset->n_eq)
6488                 return base_compute_divs(bset);
6489
6490         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6491         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6492                 0, 1 + nparam);
6493         eq = isl_mat_cow(eq);
6494         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6495         if (T && T->n_col == 0) {
6496                 isl_mat_free(T);
6497                 isl_mat_free(T2);
6498                 isl_mat_free(eq);
6499                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6500                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6501         }
6502         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6503
6504         i = first_parameter_equality(bset);
6505         if (!bset)
6506                 set = NULL;
6507         else if (i == bset->n_eq)
6508                 set = base_compute_divs(bset);
6509         else
6510                 set = parameter_compute_divs(bset);
6511         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6512         set = set_append_equalities(set, eq);
6513         return set;
6514 }
6515
6516 /* Insert the divs from "ls" before those of "bmap".
6517  *
6518  * The number of columns is not changed, which means that the last
6519  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the divs from "ls".
6520  * The caller is responsible for removing the same number of dimensions
6521  * from the space of "bmap".
6522  */
6523 static __isl_give isl_basic_map *insert_divs_from_local_space(
6524         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_local_space *ls)
6525 {
6526         int i;
6527         int n_div;
6528         int old_n_div;
6529
6530         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6531         if (n_div == 0)
6532                 return bmap;
6533
6534         old_n_div = bmap->n_div;
6535         bmap = insert_div_rows(bmap, n_div);
6536         if (!bmap)
6537                 return NULL;
6538
6539         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6540                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
6541                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + ls->div->n_col, old_n_div);
6542         }
6543
6544         return bmap;
6545 }
6546
6547 /* Replace the space of "bmap" by the space and divs of "ls".
6548  *
6549  * If "ls" has any divs, then we simplify the result since we may
6550  * have discovered some additional equalities that could simplify
6551  * the div expressions.
6552  */
6553 static __isl_give isl_basic_map *basic_replace_space_by_local_space(
6554         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_local_space *ls)
6555 {
6556         int n_div;
6557
6558         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6559         if (!bmap || !ls)
6560                 goto error;
6561
6562         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6563         bmap = insert_divs_from_local_space(bmap, ls);
6564         if (!bmap)
6565                 goto error;
6566
6567         isl_space_free(bmap->dim);
6568         bmap->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6569         if (!bmap->dim)
6570                 goto error;
6571
6572         isl_local_space_free(ls);
6573         if (n_div > 0)
6574                 bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6575         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
6576         return bmap;
6577 error:
6578         isl_basic_map_free(bmap);
6579         isl_local_space_free(ls);
6580         return NULL;
6581 }
6582
6583 /* Replace the space of "map" by the space and divs of "ls".
6584  */
6585 static __isl_give isl_map *replace_space_by_local_space(__isl_take isl_map *map,
6586         __isl_take isl_local_space *ls)
6587 {
6588         int i;
6589
6590         map = isl_map_cow(map);
6591         if (!map || !ls)
6592                 goto error;
6593
6594         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6595                 map->p[i] = basic_replace_space_by_local_space(map->p[i],
6596                                                     isl_local_space_copy(ls));
6597                 if (!map->p[i])
6598                         goto error;
6599         }
6600         isl_space_free(map->dim);
6601         map->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6602         if (!map->dim)
6603                 goto error;
6604
6605         isl_local_space_free(ls);
6606         return map;
6607 error:
6608         isl_local_space_free(ls);
6609         isl_map_free(map);
6610         return NULL;
6611 }
6612
6613 /* Compute an explicit representation for the existentially
6614  * quantified variables for which do not know any explicit representation yet.
6615  *
6616  * We first sort the existentially quantified variables so that the
6617  * existentially quantified variables for which we already have an explicit
6618  * representation are placed before those for which we do not.
6619  * The input dimensions, the output dimensions and the existentially
6620  * quantified variables for which we already have an explicit
6621  * representation are then turned into parameters.
6622  * compute_divs returns a map with the same parameters and
6623  * no input or output dimensions and the dimension specification
6624  * is reset to that of the input, including the existentially quantified
6625  * variables for which we already had an explicit representation.
6626  */
6627 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6628 {
6629         struct isl_basic_set *bset;
6630         struct isl_set *set;
6631         struct isl_map *map;
6632         isl_space *dim;
6633         isl_local_space *ls;
6634         unsigned         nparam;
6635         unsigned         n_in;
6636         unsigned         n_out;
6637         unsigned n_known;
6638         int i;
6639
6640         bmap = isl_basic_map_sort_divs(bmap);
6641         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6642         if (!bmap)
6643                 return NULL;
6644
6645         for (n_known = 0; n_known < bmap->n_div; ++n_known)
6646                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[n_known][0]))
6647                         break;
6648
6649         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6650         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6651         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6652         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx,
6653                                     nparam + n_in + n_out + n_known, 0);
6654         if (!dim)
6655                 goto error;
6656
6657         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
6658         ls = isl_local_space_drop_dims(ls, isl_dim_div,
6659                                         n_known, bmap->n_div - n_known);
6660         if (n_known > 0) {
6661                 for (i = n_known; i < bmap->n_div; ++i)
6662                         swap_div(bmap, i - n_known, i);
6663                 bmap->n_div -= n_known;
6664                 bmap->extra -= n_known;
6665         }
6666         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, dim);
6667         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6668
6669         set = parameter_compute_divs(bset);
6670         map = (struct isl_map *)set;
6671         map = replace_space_by_local_space(map, ls);
6672
6673         return map;
6674 error:
6675         isl_basic_map_free(bmap);
6676         return NULL;
6677 }
6678
6679 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6680 {
6681         int i;
6682         unsigned off;
6683
6684         if (!bmap)
6685                 return -1;
6686
6687         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6688         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6689                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6690                         return 0;
6691                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6692                                 return -1);
6693         }
6694         return 1;
6695 }
6696
6697 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6698 {
6699         int i;
6700
6701         if (!map)
6702                 return -1;
6703
6704         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6705                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6706                 if (known <= 0)
6707                         return known;
6708         }
6709
6710         return 1;
6711 }
6712
6713 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6714  * expressions for them.  However, this computation may be
6715  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6716  * strictly needed.
6717  */
6718 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6719 {
6720         int known;
6721         struct isl_map *map;
6722
6723         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6724         if (known < 0)
6725                 goto error;
6726         if (known)
6727                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6728
6729         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6730
6731         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6732         if (known < 0)
6733                 goto error;
6734         if (known)
6735                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6736
6737         map = compute_divs(bmap);
6738         return map;
6739 error:
6740         isl_basic_map_free(bmap);
6741         return NULL;
6742 }
6743
6744 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6745 {
6746         int i;
6747         int known;
6748         struct isl_map *res;
6749
6750         if (!map)
6751                 return NULL;
6752         if (map->n == 0)
6753                 return map;
6754
6755         known = map_divs_known(map);
6756         if (known < 0) {
6757                 isl_map_free(map);
6758                 return NULL;
6759         }
6760         if (known)
6761                 return map;
6762
6763         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6764         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6765                 struct isl_map *r2;
6766                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6767                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6768                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6769                 else
6770                         res = isl_map_union(res, r2);
6771         }
6772         isl_map_free(map);
6773
6774         return res;
6775 }
6776
6777 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6778 {
6779         return (struct isl_set *)
6780                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6781 }
6782
6783 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6784 {
6785         return (struct isl_set *)
6786                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6787 }
6788
6789 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6790 {
6791         int i;
6792         struct isl_set *set;
6793
6794         if (!map)
6795                 goto error;
6796
6797         map = isl_map_cow(map);
6798         if (!map)
6799                 return NULL;
6800
6801         set = (struct isl_set *)map;
6802         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6803         if (!set->dim)
6804                 goto error;
6805         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6806                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6807                 if (!set->p[i])
6808                         goto error;
6809         }
6810         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6811         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6812         return set;
6813 error:
6814         isl_map_free(map);
6815         return NULL;
6816 }
6817
6818 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6819  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6820  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6821  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6822  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6823  * may not be disjoint.
6824  *
6825  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6826  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6827  */
6828 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6829         __isl_take isl_map *map2)
6830 {
6831         int i;
6832         unsigned flags = 0;
6833         struct isl_map *map = NULL;
6834         int is_universe;
6835
6836         if (!map1 || !map2)
6837                 goto error;
6838
6839         if (map1->n == 0) {
6840                 isl_map_free(map1);
6841                 return map2;
6842         }
6843         if (map2->n == 0) {
6844                 isl_map_free(map2);
6845                 return map1;
6846         }
6847
6848         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6849         if (is_universe < 0)
6850                 goto error;
6851         if (is_universe) {
6852                 isl_map_free(map2);
6853                 return map1;
6854         }
6855
6856         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6857         if (is_universe < 0)
6858                 goto error;
6859         if (is_universe) {
6860                 isl_map_free(map1);
6861                 return map2;
6862         }
6863
6864         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6865
6866         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6867             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6868                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6869
6870         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6871                                 map1->n + map2->n, flags);
6872         if (!map)
6873                 goto error;
6874         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6875                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6876                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6877                 if (!map)
6878                         goto error;
6879         }
6880         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6881                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6882                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6883                 if (!map)
6884                         goto error;
6885         }
6886         isl_map_free(map1);
6887         isl_map_free(map2);
6888         return map;
6889 error:
6890         isl_map_free(map);
6891         isl_map_free(map1);
6892         isl_map_free(map2);
6893         return NULL;
6894 }
6895
6896 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6897         __isl_take isl_map *map2)
6898 {
6899         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6900 }
6901
6902 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6903 {
6904         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6905         if (!map1)
6906                 return NULL;
6907         if (map1->n > 1)
6908                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6909         return map1;
6910 }
6911
6912 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6913                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6914 {
6915         return (struct isl_set *)
6916                 isl_map_union_disjoint(
6917                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6918 }
6919
6920 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6921 {
6922         return (struct isl_set *)
6923                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6924 }
6925
6926 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6927  * the results.
6928  *
6929  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6930  */
6931 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6932         __isl_take isl_set *set,
6933         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6934                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6935 {
6936         unsigned flags = 0;
6937         struct isl_map *result;
6938         int i, j;
6939
6940         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6941                 isl_set_free(set);
6942                 return map;
6943         }
6944
6945         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6946             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6947                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6948
6949         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6950                                         map->n * set->n, flags);
6951         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6952                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6953                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6954                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6955                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6956                         if (!result)
6957                                 break;
6958                 }
6959
6960         isl_map_free(map);
6961         isl_set_free(set);
6962         return result;
6963 }
6964
6965 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6966         __isl_take isl_set *set)
6967 {
6968         if (!map || !set)
6969                 goto error;
6970
6971         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6972                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6973                         "incompatible spaces", goto error);
6974
6975         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6976 error:
6977         isl_map_free(map);
6978         isl_set_free(set);
6979         return NULL;
6980 }
6981
6982 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6983         __isl_take isl_set *set)
6984 {
6985         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6986 }
6987
6988 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6989         __isl_take isl_set *set)
6990 {
6991         if (!map || !set)
6992                 goto error;
6993
6994         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6995                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6996                         "incompatible spaces", goto error);
6997
6998         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6999 error:
7000         isl_map_free(map);
7001         isl_set_free(set);
7002         return NULL;
7003 }
7004
7005 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7006         __isl_take isl_set *set)
7007 {
7008         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
7009                                                 &map_intersect_domain);
7010 }
7011
7012 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7013         __isl_take isl_map *map2)
7014 {
7015         if (!map1 || !map2)
7016                 goto error;
7017         map1 = isl_map_reverse(map1);
7018         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
7019         return isl_map_reverse(map1);
7020 error:
7021         isl_map_free(map1);
7022         isl_map_free(map2);
7023         return NULL;
7024 }
7025
7026 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7027         __isl_take isl_map *map2)
7028 {
7029         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
7030 }
7031
7032 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7033         __isl_take isl_map *map2)
7034 {
7035         isl_space *dim_result;
7036         struct isl_map *result;
7037         int i, j;
7038
7039         if (!map1 || !map2)
7040                 goto error;
7041
7042         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
7043                                   isl_space_copy(map2->dim));
7044
7045         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
7046         if (!result)
7047                 goto error;
7048         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7049                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7050                         result = isl_map_add_basic_map(result,
7051                             isl_basic_map_apply_range(
7052                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7053                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
7054                         if (!result)
7055                                 goto error;
7056                 }
7057         isl_map_free(map1);
7058         isl_map_free(map2);
7059         if (result && result->n <= 1)
7060                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
7061         return result;
7062 error:
7063         isl_map_free(map1);
7064         isl_map_free(map2);
7065         return NULL;
7066 }
7067
7068 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7069         __isl_take isl_map *map2)
7070 {
7071         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
7072 }
7073
7074 /*
7075  * returns range - domain
7076  */
7077 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
7078 {
7079         isl_space *dims, *target_dim;
7080         struct isl_basic_set *bset;
7081         unsigned dim;
7082         unsigned nparam;
7083         int i;
7084
7085         if (!bmap)
7086                 goto error;
7087         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
7088                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
7089                    goto error);
7090         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
7091         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
7092         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
7093         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
7094         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7095         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
7096         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
7097         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
7098         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
7099         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7100                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
7101                                             (struct isl_basic_map *)bset);
7102                 if (j < 0) {
7103                         bset = isl_basic_set_free(bset);
7104                         break;
7105                 }
7106                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7107                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
7108                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
7109                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
7110         }
7111         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
7112         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
7113         return bset;
7114 error:
7115         isl_basic_map_free(bmap);
7116         return NULL;
7117 }
7118
7119 /*
7120  * returns range - domain
7121  */
7122 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
7123 {
7124         int i;
7125         isl_space *dim;
7126         struct isl_set *result;
7127
7128         if (!map)
7129                 return NULL;
7130
7131         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
7132                                                  map->dim, isl_dim_out),
7133                    goto error);
7134         dim = isl_map_get_space(map);
7135         dim = isl_space_domain(dim);
7136         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
7137         if (!result)
7138                 goto error;
7139         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7140                 result = isl_set_add_basic_set(result,
7141                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
7142         isl_map_free(map);
7143         return result;
7144 error:
7145         isl_map_free(map);
7146         return NULL;
7147 }
7148
7149 /*
7150  * returns [domain -> range] -> range - domain
7151  */
7152 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
7153         __isl_take isl_basic_map *bmap)
7154 {
7155         int i, k;
7156         isl_space *dim;
7157         isl_basic_map *domain;
7158         int nparam, n;
7159         unsigned total;
7160
7161         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
7162                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
7163                         "domain and range don't match", goto error);
7164
7165         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
7166         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
7167
7168         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
7169         domain = isl_basic_map_universe(dim);
7170
7171         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
7172         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
7173         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
7174
7175         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7176
7177         for (i = 0; i < n; ++i) {
7178                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7179                 if (k < 0)
7180                         goto error;
7181                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
7182                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
7183                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
7184                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
7185         }
7186
7187         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
7188         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7189 error:
7190         isl_basic_map_free(bmap);
7191         return NULL;
7192 }
7193
7194 /*
7195  * returns [domain -> range] -> range - domain
7196  */
7197 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
7198 {
7199         int i;
7200         isl_space *domain_dim;
7201
7202         if (!map)
7203                 return NULL;
7204
7205         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
7206                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
7207                         "domain and range don't match", goto error);
7208
7209         map = isl_map_cow(map);
7210         if (!map)
7211                 return NULL;
7212
7213         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
7214         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
7215         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
7216         if (!map->dim)
7217                 goto error;
7218         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7219                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
7220                 if (!map->p[i])
7221                         goto error;
7222         }
7223         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7224         return map;
7225 error:
7226         isl_map_free(map);
7227         return NULL;
7228 }
7229
7230 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
7231 {
7232         struct isl_basic_map *bmap;
7233         unsigned nparam;
7234         unsigned dim;
7235         int i;
7236
7237         if (!dims)
7238                 return NULL;
7239
7240         nparam = dims->nparam;
7241         dim = dims->n_out;
7242         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7243         if (!bmap)
7244                 goto error;
7245
7246         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7247                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7248                 if (j < 0)
7249                         goto error;
7250                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7251                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7252                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7253         }
7254         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7255 error:
7256         isl_basic_map_free(bmap);
7257         return NULL;
7258 }
7259
7260 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7261 {
7262         if (!dim)
7263                 return NULL;
7264         if (dim->n_in != dim->n_out)
7265                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7266                         "number of input and output dimensions needs to be "
7267                         "the same", goto error);
7268         return basic_map_identity(dim);
7269 error:
7270         isl_space_free(dim);
7271         return NULL;
7272 }
7273
7274 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7275 {
7276         if (!model || !model->dim)
7277                 return NULL;
7278         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7279 }
7280
7281 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7282 {
7283         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7284 }
7285
7286 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7287 {
7288         if (!model || !model->dim)
7289                 return NULL;
7290         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7291 }
7292
7293 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7294 {
7295         if (!model || !model->dim)
7296                 return NULL;
7297         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7298 }
7299
7300 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7301 {
7302         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7303         isl_map *id;
7304         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7305         return isl_map_intersect_range(id, set);
7306 }
7307
7308 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7309  * values.
7310  */
7311 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7312         __isl_take isl_space *space)
7313 {
7314         int i;
7315         unsigned nparam;
7316         unsigned dim;
7317         struct isl_basic_set *bset;
7318
7319         if (!space)
7320                 return NULL;
7321         nparam = space->nparam;
7322         dim = space->n_out;
7323         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7324         if (!bset)
7325                 return NULL;
7326         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7327                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7328                 if (k < 0)
7329                         goto error;
7330                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7331                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7332         }
7333         return bset;
7334 error:
7335         isl_basic_set_free(bset);
7336         return NULL;
7337 }
7338
7339 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7340  */
7341 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7342         int pos)
7343 {
7344         int k;
7345         isl_basic_set *nonneg;
7346
7347         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7348         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7349         if (k < 0)
7350                 goto error;
7351         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7352         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7353
7354         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7355 error:
7356         isl_basic_set_free(nonneg);
7357         return NULL;
7358 }
7359
7360 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7361  */
7362 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7363 {
7364         int k;
7365         isl_basic_set *neg;
7366
7367         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7368         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7369         if (k < 0)
7370                 goto error;
7371         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7372         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7373         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7374
7375         return isl_basic_set_finalize(neg);
7376 error:
7377         isl_basic_set_free(neg);
7378         return NULL;
7379 }
7380
7381 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7382         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7383 {
7384         int i;
7385         isl_basic_set *nonneg;
7386         isl_basic_set *neg;
7387
7388         if (!set)
7389                 return NULL;
7390         if (n == 0)
7391                 return set;
7392
7393         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7394
7395         for (i = 0; i < n; ++i) {
7396                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7397                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7398                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7399                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7400
7401                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7402         }
7403
7404         return set;
7405 error:
7406         isl_set_free(set);
7407         return NULL;
7408 }
7409
7410 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7411         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7412         void *user)
7413 {
7414         isl_set *half;
7415
7416         if (!set)
7417                 return -1;
7418         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7419                 isl_set_free(set);
7420                 return 0;
7421         }
7422         if (first == len)
7423                 return fn(set, signs, user);
7424
7425         signs[first] = 1;
7426         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7427                                                         1 + first));
7428         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7429         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7430                 goto error;
7431
7432         signs[first] = -1;
7433         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7434                                                         1 + first));
7435         half = isl_set_intersect(half, set);
7436         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7437 error:
7438         isl_set_free(set);
7439         return -1;
7440 }
7441
7442 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7443  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7444  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7445  * to the sign of the corresponding variable.
7446  */
7447 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7448         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7449         void *user)
7450 {
7451         unsigned nparam;
7452         unsigned nvar;
7453         int *signs;
7454         int r;
7455
7456         if (!set)
7457                 return -1;
7458         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7459                 return 0;
7460
7461         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7462         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7463
7464         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7465
7466         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7467                             fn, user);
7468
7469         free(signs);
7470
7471         return r;
7472 }
7473
7474 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7475 {
7476         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7477 }
7478
7479 int isl_basic_map_is_subset(
7480                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7481 {
7482         int is_subset;
7483         struct isl_map *map1;
7484         struct isl_map *map2;
7485
7486         if (!bmap1 || !bmap2)
7487                 return -1;
7488
7489         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7490         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7491
7492         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7493
7494         isl_map_free(map1);
7495         isl_map_free(map2);
7496
7497         return is_subset;
7498 }
7499
7500 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7501         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7502 {
7503         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7504 }
7505
7506 int isl_basic_map_is_equal(
7507                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7508 {
7509         int is_subset;
7510
7511         if (!bmap1 || !bmap2)
7512                 return -1;
7513         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7514         if (is_subset != 1)
7515                 return is_subset;
7516         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7517         return is_subset;
7518 }
7519
7520 int isl_basic_set_is_equal(
7521                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7522 {
7523         return isl_basic_map_is_equal(
7524                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7525 }
7526
7527 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7528 {
7529         int i;
7530         int is_empty;
7531
7532         if (!map)
7533                 return -1;
7534         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7535                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7536                 if (is_empty < 0)
7537                         return -1;
7538                 if (!is_empty)
7539                         return 0;
7540         }
7541         return 1;
7542 }
7543
7544 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7545 {
7546         return map ? map->n == 0 : -1;
7547 }
7548
7549 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7550 {
7551         return isl_map_plain_is_empty(map);
7552 }
7553
7554 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7555 {
7556         return set ? set->n == 0 : -1;
7557 }
7558
7559 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7560 {
7561         return isl_set_plain_is_empty(set);
7562 }
7563
7564 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7565 {
7566         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7567 }
7568
7569 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7570 {
7571         if (!map1 || !map2)
7572                 return -1;
7573
7574         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7575 }
7576
7577 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7578 {
7579         if (!set1 || !set2)
7580                 return -1;
7581
7582         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7583 }
7584
7585 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7586 {
7587         int is_subset;
7588
7589         if (!map1 || !map2)
7590                 return -1;
7591         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7592         if (is_subset != 1)
7593                 return is_subset;
7594         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7595         return is_subset;
7596 }
7597
7598 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7599 {
7600         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7601 }
7602
7603 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7604                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7605 {
7606         int is_subset;
7607
7608         if (!bmap1 || !bmap2)
7609                 return -1;
7610         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7611         if (is_subset != 1)
7612                 return is_subset;
7613         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7614         if (is_subset == -1)
7615                 return is_subset;
7616         return !is_subset;
7617 }
7618
7619 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7620 {
7621         int is_subset;
7622
7623         if (!map1 || !map2)
7624                 return -1;
7625         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7626         if (is_subset != 1)
7627                 return is_subset;
7628         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7629         if (is_subset == -1)
7630                 return is_subset;
7631         return !is_subset;
7632 }
7633
7634 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7635 {
7636         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7637 }
7638
7639 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7640 {
7641         if (!bmap)
7642                 return -1;
7643         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7644 }
7645
7646 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7647 {
7648         if (!bset)
7649                 return -1;
7650         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7651 }
7652
7653 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7654 {
7655         int i;
7656
7657         if (!map)
7658                 return -1;
7659
7660         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7661                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7662                 if (r < 0 || r)
7663                         return r;
7664         }
7665
7666         return 0;
7667 }
7668
7669 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7670 {
7671         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7672 }
7673
7674 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7675 {
7676         return isl_set_plain_is_universe(set);
7677 }
7678
7679 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7680 {
7681         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7682         struct isl_vec *sample = NULL;
7683         int empty;
7684         unsigned total;
7685
7686         if (!bmap)
7687                 return -1;
7688
7689         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7690                 return 1;
7691
7692         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7693                 return 0;
7694
7695         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7696                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7697                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7698                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7699                 isl_basic_map_free(copy);
7700                 return empty;
7701         }
7702
7703         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7704         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7705                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7706                 if (contains < 0)
7707                         return -1;
7708                 if (contains)
7709                         return 0;
7710         }
7711         isl_vec_free(bmap->sample);
7712         bmap->sample = NULL;
7713         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7714         if (!bset)
7715                 return -1;
7716         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7717         if (!sample)
7718                 return -1;
7719         empty = sample->size == 0;
7720         isl_vec_free(bmap->sample);
7721         bmap->sample = sample;
7722         if (empty)
7723                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7724
7725         return empty;
7726 }
7727
7728 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7729 {
7730         if (!bmap)
7731                 return -1;
7732         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7733 }
7734
7735 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7736 {
7737         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7738 }
7739
7740 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7741 {
7742         if (!bset)
7743                 return -1;
7744         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7745 }
7746
7747 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7748 {
7749         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7750 }
7751
7752 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7753 {
7754         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7755 }
7756
7757 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7758         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7759 {
7760         struct isl_map *map;
7761         if (!bmap1 || !bmap2)
7762                 goto error;
7763
7764         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7765
7766         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7767         if (!map)
7768                 goto error;
7769         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7770         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7771         return map;
7772 error:
7773         isl_basic_map_free(bmap1);
7774         isl_basic_map_free(bmap2);
7775         return NULL;
7776 }
7777
7778 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7779                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7780 {
7781         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7782                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7783                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7784 }
7785
7786 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7787 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7788 {
7789         int i;
7790         unsigned off;
7791
7792         if (!bmap)
7793                 return NULL;
7794
7795         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7796
7797         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7798                 int pos;
7799                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7800                         continue;
7801                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7802                                                             bmap->n_div-i);
7803                 if (pos == -1)
7804                         continue;
7805                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7806                 --i;
7807         }
7808         return bmap;
7809 }
7810
7811 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7812 {
7813         return (struct isl_basic_set *)
7814                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7815 }
7816
7817 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7818 {
7819         int i;
7820
7821         if (!map)
7822                 return 0;
7823
7824         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7825                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7826                 if (!map->p[i])
7827                         goto error;
7828         }
7829
7830         return map;
7831 error:
7832         isl_map_free(map);
7833         return NULL;
7834 }
7835
7836 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7837  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7838  * list of divs is given by "div".
7839  */
7840 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7841         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7842 {
7843         int i, j;
7844         int n_div;
7845
7846         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7847         if (!bset || !div)
7848                 goto error;
7849
7850         if (div->n_row < bset->n_div)
7851                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7852                         "not an expansion", goto error);
7853
7854         n_div = bset->n_div;
7855         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7856                                             div->n_row - n_div, 0,
7857                                             2 * (div->n_row - n_div));
7858
7859         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7860                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7861                         goto error;
7862
7863         j = n_div - 1;
7864         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7865                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7866                         if (i != j)
7867                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7868                         j--;
7869                 } else {
7870                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7871                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7872                                 goto error;
7873                 }
7874         }
7875
7876         isl_mat_free(div);
7877         return bset;
7878 error:
7879         isl_basic_set_free(bset);
7880         isl_mat_free(div);
7881         return NULL;
7882 }
7883
7884 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7885  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7886  * 
7887  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7888  * of the corresponding div in dst otherwise.
7889  */
7890 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7891                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7892 {
7893         int i;
7894
7895         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7896
7897         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7898         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7899                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7900                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7901                                                 dst->n_div - div) == -1)
7902                         return i;
7903         return -1;
7904 }
7905
7906 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7907                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7908 {
7909         int i;
7910         unsigned total;
7911
7912         if (!dst || !src)
7913                 goto error;
7914
7915         if (src->n_div == 0)
7916                 return dst;
7917
7918         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7919                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7920
7921         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7922         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7923         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7924                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7925         if (!dst)
7926                 return NULL;
7927         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7928         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7929                 int j = find_div(dst, src, i);
7930                 if (j < 0) {
7931                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7932                         if (j < 0)
7933                                 goto error;
7934                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7935                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7936                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7937                                 goto error;
7938                 }
7939                 if (j != i)
7940                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7941         }
7942         return dst;
7943 error:
7944         isl_basic_map_free(dst);
7945         return NULL;
7946 }
7947
7948 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7949                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7950 {
7951         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7952                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7953 }
7954
7955 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7956 {
7957         int i;
7958
7959         if (!map)
7960                 return NULL;
7961         if (map->n == 0)
7962                 return map;
7963         map = isl_map_compute_divs(map);
7964         map = isl_map_cow(map);
7965         if (!map)
7966                 return NULL;
7967
7968         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7969                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7970         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7971                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7972
7973         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7974         return map;
7975 }
7976
7977 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7978 {
7979         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7980 }
7981
7982 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7983         __isl_take isl_map *map)
7984 {
7985         if (!set || !map)
7986                 goto error;
7987         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7988         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7989         set = isl_map_range(map);
7990         return set;
7991 error:
7992         isl_set_free(set);
7993         isl_map_free(map);
7994         return NULL;
7995 }
7996
7997 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7998         __isl_take isl_map *map)
7999 {
8000         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
8001 }
8002
8003 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
8004  * the meaning of the set.
8005  */
8006 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
8007 {
8008         int i;
8009
8010         if (!map)
8011                 return NULL;
8012
8013         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
8014                 remove_if_empty(map, i);
8015
8016         return map;
8017 }
8018
8019 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
8020 {
8021         return (struct isl_set *)
8022                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
8023 }
8024
8025 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
8026 {
8027         struct isl_basic_map *bmap;
8028         if (!map || map->n == 0)
8029                 return NULL;
8030         bmap = map->p[map->n-1];
8031         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
8032         return isl_basic_map_copy(bmap);
8033 }
8034
8035 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
8036 {
8037         return (struct isl_basic_set *)
8038                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
8039 }
8040
8041 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
8042                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
8043 {
8044         int i;
8045
8046         if (!map || !bmap)
8047                 goto error;
8048         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
8049                 if (map->p[i] != bmap)
8050                         continue;
8051                 map = isl_map_cow(map);
8052                 if (!map)
8053                         goto error;
8054                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8055                 if (i != map->n-1) {
8056                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
8057                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
8058                 }
8059                 map->n--;
8060                 return map;
8061         }
8062         return map;
8063 error:
8064         isl_map_free(map);
8065         return NULL;
8066 }
8067
8068 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
8069                                                 struct isl_basic_set *bset)
8070 {
8071         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
8072                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8073 }
8074
8075 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
8076  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
8077  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
8078  */
8079 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
8080         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
8081         int pos, isl_int *opt)
8082 {
8083         isl_space *dims;
8084         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
8085         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
8086         struct isl_ctx *ctx;
8087         struct isl_vec *obj;
8088         unsigned total;
8089         unsigned nparam;
8090         unsigned dim1, dim2;
8091         enum isl_lp_result res;
8092
8093         if (!bset1 || !bset2)
8094                 return isl_lp_error;
8095
8096         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
8097         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
8098         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
8099         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
8100         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
8101         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
8102         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
8103         if (!bmap1 || !bmap2)
8104                 goto error;
8105         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
8106         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
8107                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
8108                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
8109         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
8110         if (!bmap1)
8111                 goto error;
8112         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8113         ctx = bmap1->ctx;
8114         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
8115         if (!obj)
8116                 goto error2;
8117         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
8118         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
8119         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
8120         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
8121                                         opt, NULL, NULL);
8122         isl_basic_map_free(bmap1);
8123         isl_vec_free(obj);
8124         return res;
8125 error:
8126         isl_basic_map_free(bmap2);
8127 error2:
8128         isl_basic_map_free(bmap1);
8129         return isl_lp_error;
8130 }
8131
8132 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
8133  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8134  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
8135  * smaller or larger than those in bset2.
8136  *
8137  * Returns
8138  *       1 if bset1 follows bset2
8139  *      -1 if bset1 precedes bset2
8140  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
8141  *      -2 if some error occurred.
8142  */
8143 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
8144         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
8145 {
8146         isl_int opt;
8147         enum isl_lp_result res;
8148         int cmp;
8149
8150         isl_int_init(opt);
8151
8152         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8153
8154         if (res == isl_lp_empty)
8155                 cmp = 0;
8156         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8157                   res == isl_lp_unbounded)
8158                 cmp = 1;
8159         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8160                 cmp = -1;
8161         else
8162                 cmp = -2;
8163
8164         isl_int_clear(opt);
8165         return cmp;
8166 }
8167
8168 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
8169  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8170  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
8171  * than a value of the same dimension in bset2.
8172  *
8173  * Return
8174  *       1 if there exists such a pair
8175  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8176  *      -1 otherwise
8177  *      -2 if some error occurred.
8178  */
8179 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8180         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
8181 {
8182         isl_int opt;
8183         enum isl_lp_result res;
8184         int cmp;
8185
8186         isl_int_init(opt);
8187
8188         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8189
8190         if (res == isl_lp_empty)
8191                 cmp = -1;
8192         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8193                   res == isl_lp_unbounded)
8194                 cmp = 1;
8195         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8196                 cmp = -1;
8197         else if (res == isl_lp_ok)
8198                 cmp = 0;
8199         else
8200                 cmp = -2;
8201
8202         isl_int_clear(opt);
8203         return cmp;
8204 }
8205
8206 /* Given two sets set1 and set2, check whether
8207  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8208  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
8209  * than a value of the same dimension in set2.
8210  *
8211  * Return
8212  *       1 if there exists such a pair
8213  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8214  *      -1 otherwise
8215  *      -2 if some error occurred.
8216  */
8217 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
8218         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
8219 {
8220         int i, j;
8221         int follows = -1;
8222
8223         if (!set1 || !set2)
8224                 return -2;
8225
8226         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
8227                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
8228                         int f;
8229                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
8230                         if (f == 1 || f == -2)
8231                                 return f;
8232                         if (f > follows)
8233                                 follows = f;
8234                 }
8235
8236         return follows;
8237 }
8238
8239 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8240         unsigned pos, isl_int *val)
8241 {
8242         int i;
8243         int d;
8244         unsigned total;
8245
8246         if (!bmap)
8247                 return -1;
8248         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8249         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8250                 for (; d+1 > pos; --d)
8251                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8252                                 break;
8253                 if (d != pos)
8254                         continue;
8255                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8256                         return 0;
8257                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8258                         return 0;
8259                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8260                         return 0;
8261                 if (val)
8262                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8263                 return 1;
8264         }
8265         return 0;
8266 }
8267
8268 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8269         unsigned pos, isl_int *val)
8270 {
8271         int i;
8272         isl_int v;
8273         isl_int tmp;
8274         int fixed;
8275
8276         if (!map)
8277                 return -1;
8278         if (map->n == 0)
8279                 return 0;
8280         if (map->n == 1)
8281                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8282         isl_int_init(v);
8283         isl_int_init(tmp);
8284         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8285         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8286                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8287                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8288                         fixed = 0;
8289         }
8290         if (val)
8291                 isl_int_set(*val, v);
8292         isl_int_clear(tmp);
8293         isl_int_clear(v);
8294         return fixed;
8295 }
8296
8297 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8298         unsigned pos, isl_int *val)
8299 {
8300         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8301                                                 pos, val);
8302 }
8303
8304 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8305         isl_int *val)
8306 {
8307         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8308 }
8309
8310 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8311         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8312 {
8313         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8314                 return -1;
8315         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8316                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8317 }
8318
8319 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8320         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8321 {
8322         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8323                 return -1;
8324         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8325                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8326 }
8327
8328 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8329         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8330 {
8331         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8332 }
8333
8334 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8335         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8336 {
8337         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8338 }
8339
8340 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8341  * then return this fixed value in *val.
8342  */
8343 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8344         unsigned dim, isl_int *val)
8345 {
8346         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8347                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8348 }
8349
8350 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8351  * then return this fixed value in *val.
8352  */
8353 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8354         unsigned dim, isl_int *val)
8355 {
8356         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8357 }
8358
8359 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8360         unsigned dim, isl_int *val)
8361 {
8362         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8363 }
8364
8365 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8366  * then return this fixed value in *val.
8367  */
8368 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8369         unsigned in, isl_int *val)
8370 {
8371         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8372 }
8373
8374 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8375  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8376  */
8377 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8378         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8379 {
8380         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8381         isl_int *c;
8382         unsigned total;
8383         unsigned nparam;
8384
8385         if (!bset)
8386                 return -1;
8387         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8388         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8389         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8390                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8391                         continue;
8392                 if (i_eq != -1)
8393                         return 0;
8394                 i_eq = i;
8395         }
8396         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8397                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8398                         continue;
8399                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8400                         return 0;
8401                 i_ineq = i;
8402         }
8403         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8404                 return 0;
8405         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8406         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8407         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8408                 return 0;
8409         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8410                 return 0;
8411         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8412                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8413                 return 0;
8414         if (val)
8415                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8416         return 1;
8417 }
8418
8419 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8420         unsigned dim, isl_int *val)
8421 {
8422         int i;
8423         isl_int v;
8424         isl_int tmp;
8425         int fixed;
8426
8427         if (!set)
8428                 return -1;
8429         if (set->n == 0)
8430                 return 0;
8431         if (set->n == 1)
8432                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8433                                                                 dim, val);
8434         isl_int_init(v);
8435         isl_int_init(tmp);
8436         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8437                                                                 dim, &v);
8438         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8439                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8440                                                                 dim, &tmp);
8441                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8442                         fixed = 0;
8443         }
8444         if (val)
8445                 isl_int_set(*val, v);
8446         isl_int_clear(tmp);
8447         isl_int_clear(v);
8448         return fixed;
8449 }
8450
8451 struct constraint {
8452         unsigned        size;
8453         isl_int         *c;
8454 };
8455
8456 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8457  * variables sorting first.
8458  */
8459 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8460 {
8461         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8462         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8463         int l1, l2;
8464         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8465
8466         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8467         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8468
8469         if (l1 != l2)
8470                 return l1 - l2;
8471
8472         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8473 }
8474
8475 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8476         struct isl_basic_map *bmap)
8477 {
8478         int i;
8479         struct constraint *c;
8480         unsigned total;
8481
8482         if (!bmap)
8483                 return NULL;
8484         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8485         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8486         if (!c)
8487                 goto error;
8488         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8489                 c[i].size = total;
8490                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8491         }
8492         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8493         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8494                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8495         free(c);
8496         return bmap;
8497 error:
8498         isl_basic_map_free(bmap);
8499         return NULL;
8500 }
8501
8502 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8503         __isl_take isl_basic_set *bset)
8504 {
8505         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8506                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8507 }
8508
8509 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8510 {
8511         if (!bmap)
8512                 return NULL;
8513         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8514                 return bmap;
8515         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8516         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8517         if (bmap)
8518                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8519         return bmap;
8520 }
8521
8522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8523 {
8524         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8525                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8526 }
8527
8528 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8529         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8530 {
8531         int i, cmp;
8532         unsigned total;
8533
8534         if (bmap1 == bmap2)
8535                 return 0;
8536         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8537             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8538                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8539         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8540                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8541         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8542                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8543         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8544                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8545         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8546             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8547                 return 0;
8548         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8549                 return 1;
8550         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8551                 return -1;
8552         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8553                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8554         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8555                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8556         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8557                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8558         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8559         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8560                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8561                 if (cmp)
8562                         return cmp;
8563         }
8564         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8565                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8566                 if (cmp)
8567                         return cmp;
8568         }
8569         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8570                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8571                 if (cmp)
8572                         return cmp;
8573         }
8574         return 0;
8575 }
8576
8577 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8578         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8579 {
8580         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8581 }
8582
8583 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8584 {
8585         int i, cmp;
8586
8587         if (set1 == set2)
8588                 return 0;
8589         if (set1->n != set2->n)
8590                 return set1->n - set2->n;
8591
8592         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8593                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8594                 if (cmp)
8595                         return cmp;
8596         }
8597
8598         return 0;
8599 }
8600
8601 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8602         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8603 {
8604         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8605 }
8606
8607 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8608         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8609 {
8610         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8611                                             (isl_basic_map *)bset2);
8612 }
8613
8614 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8615 {
8616         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8617         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8618
8619         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8620 }
8621
8622 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8623  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8624  * meaning of any possible other copies of map.
8625  */
8626 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8627 {
8628         int i, j;
8629         struct isl_basic_map *bmap;
8630
8631         if (!map)
8632                 return NULL;
8633         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8634                 return map;
8635         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8636                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8637                 if (!bmap)
8638                         goto error;
8639                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8640                 map->p[i] = bmap;
8641         }
8642         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8643         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8644         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8645         if (!map)
8646                 return NULL;
8647         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8648                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8649                         continue;
8650                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8651                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8652                         map->p[j-1] = map->p[j];
8653                 map->n--;
8654         }
8655         return map;
8656 error:
8657         isl_map_free(map);
8658         return NULL;
8659
8660 }
8661
8662 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8663 {
8664         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8665 }
8666
8667 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8668 {
8669         int i;
8670         int equal;
8671
8672         if (!map1 || !map2)
8673                 return -1;
8674
8675         if (map1 == map2)
8676                 return 1;
8677         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8678                 return 0;
8679
8680         map1 = isl_map_copy(map1);
8681         map2 = isl_map_copy(map2);
8682         map1 = isl_map_normalize(map1);
8683         map2 = isl_map_normalize(map2);
8684         if (!map1 || !map2)
8685                 goto error;
8686         equal = map1->n == map2->n;
8687         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8688                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8689                 if (equal < 0)
8690                         goto error;
8691         }
8692         isl_map_free(map1);
8693         isl_map_free(map2);
8694         return equal;
8695 error:
8696         isl_map_free(map1);
8697         isl_map_free(map2);
8698         return -1;
8699 }
8700
8701 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8702 {
8703         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8704 }
8705
8706 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8707 {
8708         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8709                                                 (struct isl_map *)set2);
8710 }
8711
8712 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8713 {
8714         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8715 }
8716
8717 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8718  */
8719 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8720         isl_int min, isl_int max)
8721 {
8722         int k;
8723         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8724
8725         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8726         if (!bset)
8727                 goto error;
8728
8729         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8730         if (k < 0)
8731                 goto error;
8732         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8733         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8734
8735         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8736         if (k < 0)
8737                 goto error;
8738         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8739         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8740
8741         return bset;
8742 error:
8743         isl_basic_set_free(bset);
8744         return NULL;
8745 }
8746
8747 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8748  */
8749 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8750         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8751 {
8752         int i;
8753         unsigned dim;
8754         unsigned nparam;
8755         unsigned extra;
8756         unsigned n_eq;
8757         unsigned n_ineq;
8758         struct isl_basic_set *product = NULL;
8759
8760         if (!list)
8761                 goto error;
8762         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8763         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8764         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8765         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8766         extra = list->p[0]->n_div;
8767         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8768         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8769         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8770                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8771                 isl_assert(list->ctx,
8772                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8773                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8774                 extra += list->p[i]->n_div;
8775                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8776                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8777         }
8778         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8779                                         n_eq, n_ineq);
8780         if (!product)
8781                 goto error;
8782         dim = 0;
8783         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8784                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8785                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8786                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8787         }
8788         isl_basic_set_list_free(list);
8789         return product;
8790 error:
8791         isl_basic_set_free(product);
8792         isl_basic_set_list_free(list);
8793         return NULL;
8794 }
8795
8796 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8797                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8798 {
8799         isl_space *dim_result = NULL;
8800         struct isl_basic_map *bmap;
8801         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8802         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8803
8804         if (!bmap1 || !bmap2)
8805                 goto error;
8806
8807         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8808                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8809         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8810                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8811
8812         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8813         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8814         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8815         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8816         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8817
8818         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8819         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8820         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8821         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8822         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8823         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8824         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8825         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8826         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8827         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8828         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8829
8830         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8831                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8832                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8833                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8834         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8835         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8836         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8837         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8838 error:
8839         isl_basic_map_free(bmap1);
8840         isl_basic_map_free(bmap2);
8841         return NULL;
8842 }
8843
8844 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8845         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8846 {
8847         isl_basic_map *prod;
8848
8849         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8850         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8851         return prod;
8852 }
8853
8854 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8855         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8856 {
8857         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8858 }
8859
8860 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8861         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8862 {
8863         isl_space *space_result = NULL;
8864         isl_basic_map *bmap;
8865         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8866         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8867
8868         if (!bmap1 || !bmap2)
8869                 goto error;
8870
8871         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8872                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8873
8874         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8875         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8876         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8877         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8878
8879         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8880         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8881         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8882         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8883         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8884         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8885         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8886         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8887         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8888         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8889         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8890
8891         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8892                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8893                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8894                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8895         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8896         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8897         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8898         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8899 error:
8900         isl_basic_map_free(bmap1);
8901         isl_basic_map_free(bmap2);
8902         return NULL;
8903 }
8904
8905 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8906         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8907 {
8908         isl_space *dim_result = NULL;
8909         isl_basic_map *bmap;
8910         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8911         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8912
8913         if (!bmap1 || !bmap2)
8914                 goto error;
8915
8916         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8917                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8918                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8919                         "parameters don't match", goto error);
8920
8921         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8922                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8923
8924         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8925         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8926         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8927         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8928
8929         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8930         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8931         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8932         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8933         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8934         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8935         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8936         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8937         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8938         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8939         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8940
8941         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8942                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8943                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8944                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8945         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8946         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8947         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8948         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8949 error:
8950         isl_basic_map_free(bmap1);
8951         isl_basic_map_free(bmap2);
8952         return NULL;
8953 }
8954
8955 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8956         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8957 {
8958         isl_basic_map *prod;
8959
8960         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8961         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8962         return prod;
8963 }
8964
8965 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8966         __isl_take isl_map *map2,
8967         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8968                                            __isl_take isl_space *right),
8969         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8970                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8971 {
8972         unsigned flags = 0;
8973         struct isl_map *result;
8974         int i, j;
8975
8976         if (!map1 || !map2)
8977                 goto error;
8978
8979         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8980                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8981
8982         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8983             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8984                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8985
8986         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8987                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8988                                 map1->n * map2->n, flags);
8989         if (!result)
8990                 goto error;
8991         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8992                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8993                         struct isl_basic_map *part;
8994                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8995                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8996                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8997                                 isl_basic_map_free(part);
8998                         else
8999                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
9000                         if (!result)
9001                                 goto error;
9002                 }
9003         isl_map_free(map1);
9004         isl_map_free(map2);
9005         return result;
9006 error:
9007         isl_map_free(map1);
9008         isl_map_free(map2);
9009         return NULL;
9010 }
9011
9012 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
9013  */
9014 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9015         __isl_take isl_map *map2)
9016 {
9017         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
9018 }
9019
9020 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
9021         __isl_take isl_map *map2)
9022 {
9023         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
9024 }
9025
9026 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
9027  */
9028 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
9029         __isl_take isl_map *map2)
9030 {
9031         isl_map *prod;
9032
9033         prod = isl_map_product(map1, map2);
9034         prod = isl_map_flatten(prod);
9035         return prod;
9036 }
9037
9038 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
9039  */
9040 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
9041 {
9042         return isl_map_range_product(set1, set2);
9043 }
9044
9045 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
9046         __isl_take isl_set *set2)
9047 {
9048         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
9049 }
9050
9051 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
9052  */
9053 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9054         __isl_take isl_map *map2)
9055 {
9056         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
9057                                 &isl_basic_map_domain_product);
9058 }
9059
9060 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
9061  */
9062 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9063         __isl_take isl_map *map2)
9064 {
9065         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
9066                                 &isl_basic_map_range_product);
9067 }
9068
9069 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9070         __isl_take isl_map *map2)
9071 {
9072         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9073                                                 &map_domain_product_aligned);
9074 }
9075
9076 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9077         __isl_take isl_map *map2)
9078 {
9079         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9080                                                 &map_range_product_aligned);
9081 }
9082
9083 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
9084  */
9085 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9086         __isl_take isl_map *map2)
9087 {
9088         isl_map *prod;
9089
9090         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
9091         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
9092         return prod;
9093 }
9094
9095 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
9096  */
9097 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9098         __isl_take isl_map *map2)
9099 {
9100         isl_map *prod;
9101
9102         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
9103         prod = isl_map_flatten_range(prod);
9104         return prod;
9105 }
9106
9107 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9108 {
9109         int i;
9110         uint32_t hash = isl_hash_init();
9111         unsigned total;
9112
9113         if (!bmap)
9114                 return 0;
9115         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
9116         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
9117         if (!bmap)
9118                 return 0;
9119         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
9120         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
9121         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
9122                 uint32_t c_hash;
9123                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
9124                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9125         }
9126         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
9127         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9128                 uint32_t c_hash;
9129                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
9130                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9131         }
9132         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
9133         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9134                 uint32_t c_hash;
9135                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9136                         continue;
9137                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
9138                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
9139                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9140         }
9141         isl_basic_map_free(bmap);
9142         return hash;
9143 }
9144
9145 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9146 {
9147         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
9148 }
9149
9150 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
9151 {
9152         int i;
9153         uint32_t hash;
9154
9155         if (!map)
9156                 return 0;
9157         map = isl_map_copy(map);
9158         map = isl_map_normalize(map);
9159         if (!map)
9160                 return 0;
9161
9162         hash = isl_hash_init();
9163         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9164                 uint32_t bmap_hash;
9165                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
9166                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
9167         }
9168                 
9169         isl_map_free(map);
9170
9171         return hash;
9172 }
9173
9174 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
9175 {
9176         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
9177 }
9178
9179 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9180  * by the values of the other parameters and variables.
9181  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
9182  */
9183 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
9184 {
9185         int i;
9186         unsigned nparam;
9187
9188         if (!bset)
9189                 return -1;
9190         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
9191         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
9192                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
9193                         return 1;
9194         return 0;
9195 }
9196
9197 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9198  * by the values of the other parameters and variables.
9199  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
9200  * for each of the subsets.
9201  */
9202 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
9203 {
9204         int i;
9205
9206         if (!set)
9207                 return -1;
9208         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9209                 int unique;
9210                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
9211                 if (unique != 1)
9212                         return unique;
9213         }
9214         return 1;
9215 }
9216
9217 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
9218 {
9219         return set ? set->n : 0;
9220 }
9221
9222 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
9223         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
9224 {
9225         int i;
9226
9227         if (!map)
9228                 return -1;
9229
9230         for (i = 0; i < map->n; ++i)
9231                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
9232                         return -1;
9233
9234         return 0;
9235 }
9236
9237 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9238         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9239 {
9240         int i;
9241
9242         if (!set)
9243                 return -1;
9244
9245         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9246                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9247                         return -1;
9248
9249         return 0;
9250 }
9251
9252 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9253 {
9254         isl_space *dim;
9255
9256         if (!bset)
9257                 return NULL;
9258
9259         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9260         if (!bset)
9261                 return NULL;
9262
9263         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9264         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9265         if (!dim)
9266                 goto error;
9267         isl_space_free(bset->dim);
9268         bset->dim = dim;
9269         bset->extra -= bset->n_div;
9270         bset->n_div = 0;
9271
9272         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9273
9274         return bset;
9275 error:
9276         isl_basic_set_free(bset);
9277         return NULL;
9278 }
9279
9280 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9281 {
9282         int i;
9283         isl_space *dim;
9284         unsigned n_div;
9285
9286         set = isl_set_align_divs(set);
9287
9288         if (!set)
9289                 return NULL;
9290
9291         set = isl_set_cow(set);
9292         if (!set)
9293                 return NULL;
9294
9295         n_div = set->p[0]->n_div;
9296         dim = isl_set_get_space(set);
9297         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9298         if (!dim)
9299                 goto error;
9300         isl_space_free(set->dim);
9301         set->dim = dim;
9302
9303         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9304                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9305                 if (!set->p[i])
9306                         goto error;
9307         }
9308
9309         return set;
9310 error:
9311         isl_set_free(set);
9312         return NULL;
9313 }
9314
9315 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9316 {
9317         isl_space *dim;
9318         struct isl_basic_map *bmap;
9319         unsigned n_set;
9320         unsigned n_div;
9321         unsigned n_param;
9322         unsigned total;
9323         int i, k, l;
9324
9325         set = isl_set_align_divs(set);
9326
9327         if (!set)
9328                 return NULL;
9329
9330         dim = isl_set_get_space(set);
9331         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9332                 isl_set_free(set);
9333                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9334         }
9335
9336         n_div = set->p[0]->n_div;
9337         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9338         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9339         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9340         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9341         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9342         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9343                 bmap = var_equal(bmap, i);
9344
9345         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9346         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9347                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9348                 if (k < 0)
9349                         goto error;
9350                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9351                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9352                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9353                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9354                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9355                             set->p[0]->div[i][0]);
9356
9357                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9358                 if (l < 0)
9359                         goto error;
9360                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9361                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9362                             set->p[0]->div[i][0]);
9363                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9364         }
9365
9366         isl_set_free(set);
9367         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9368         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9369         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9370 error:
9371         isl_set_free(set);
9372         isl_basic_map_free(bmap);
9373         return NULL;
9374 }
9375
9376 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9377 {
9378         unsigned dim;
9379         int size = 0;
9380
9381         if (!bset)
9382                 return -1;
9383
9384         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9385         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9386         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9387         size += bset->n_div * (2 + dim);
9388
9389         return size;
9390 }
9391
9392 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9393 {
9394         int i;
9395         int size = 0;
9396
9397         if (!set)
9398                 return -1;
9399
9400         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9401                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9402
9403         return size;
9404 }
9405
9406 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9407  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9408  */
9409 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9410         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9411 {
9412         int i;
9413
9414         if (!bmap)
9415                 return -1;
9416
9417         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9418
9419         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9420
9421         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9422                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9423                         continue;
9424                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9425                         return 1;
9426         }
9427
9428         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9429                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9430                         return 1;
9431
9432         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9433                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9434                 if (sgn > 0)
9435                         lower = 1;
9436                 if (sgn < 0)
9437                         upper = 1;
9438         }
9439
9440         return lower && upper;
9441 }
9442
9443 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9444         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9445 {
9446         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9447 }
9448
9449 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9450         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9451 {
9452         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9453 }
9454
9455 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9456         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9457 {
9458         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9459 }
9460
9461 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9462         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9463 {
9464         int i;
9465
9466         if (!map)
9467                 return -1;
9468
9469         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9470                 int bounded;
9471                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9472                 if (bounded < 0 || !bounded)
9473                         return bounded;
9474         }
9475
9476         return 1;
9477 }
9478
9479 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9480  * and a lower bound.
9481  */
9482 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9483         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9484 {
9485         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9486 }
9487
9488 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9489  */
9490 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9491         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9492         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9493                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9494 {
9495         int i;
9496
9497         if (!map)
9498                 return -1;
9499
9500         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9501                 int bounded;
9502                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9503                 if (bounded < 0 || bounded)
9504                         return bounded;
9505         }
9506
9507         return 0;
9508 }
9509
9510 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9511  */
9512 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9513         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9514 {
9515         return has_any_bound(set, type, pos,
9516                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9517 }
9518
9519 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9520  */
9521 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9522         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9523 {
9524         return has_any_bound(set, type, pos,
9525                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9526 }
9527
9528 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9529  */
9530 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9531         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9532         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9533                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9534 {
9535         int i;
9536
9537         if (!map)
9538                 return -1;
9539
9540         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9541                 int bounded;
9542                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9543                 if (bounded < 0 || !bounded)
9544                         return bounded;
9545         }
9546
9547         return 1;
9548 }
9549
9550 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9551  */
9552 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9553         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9554 {
9555         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9556 }
9557
9558 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9559  */
9560 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9561         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9562 {
9563         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9564 }
9565
9566 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9567  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9568  * elements of the array "signs".
9569  * Sign
9570  *      1 means that the variable is non-negative
9571  *      -1 means that the variable is non-positive
9572  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9573  */
9574 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9575         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9576 {
9577         isl_vec *bound = NULL;
9578         struct isl_tab *tab = NULL;
9579         struct isl_tab_undo *snap;
9580         int i;
9581
9582         if (!bset || !signs)
9583                 return -1;
9584
9585         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9586         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9587         if (!bound || !tab)
9588                 goto error;
9589
9590         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9591         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9592
9593         snap = isl_tab_snap(tab);
9594         for (i = 0; i < n; ++i) {
9595                 int empty;
9596
9597                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9598                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9599                         goto error;
9600                 empty = tab->empty;
9601                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9602                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9603                         goto error;
9604
9605                 if (empty) {
9606                         signs[i] = 1;
9607                         continue;
9608                 }
9609
9610                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9611                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9612                         goto error;
9613                 empty = tab->empty;
9614                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9615                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9616                         goto error;
9617
9618                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9619         }
9620
9621         isl_tab_free(tab);
9622         isl_vec_free(bound);
9623         return 0;
9624 error:
9625         isl_tab_free(tab);
9626         isl_vec_free(bound);
9627         return -1;
9628 }
9629
9630 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9631         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9632 {
9633         if (!bset || !signs)
9634                 return -1;
9635         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9636                 return -1);
9637
9638         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9639         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9640 }
9641
9642 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9643  * In particular, for each output dimension, check that there is
9644  * an equality that defines the output dimension in terms of
9645  * earlier dimensions.
9646  */
9647 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9648 {
9649         int i, j;
9650         unsigned total;
9651         unsigned n_out;
9652         unsigned o_out;
9653
9654         if (!bmap)
9655                 return -1;
9656
9657         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9658         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9659         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9660
9661         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9662                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9663                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9664                                 continue;
9665                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9666                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9667                                 break;
9668                 }
9669                 if (j >= bmap->n_eq)
9670                         return 0;
9671         }
9672
9673         return 1;
9674 }
9675
9676 /* Check if the given basic map is single-valued.
9677  * We simply compute
9678  *
9679  *      M \circ M^-1
9680  *
9681  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9682  */
9683 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9684 {
9685         isl_space *space;
9686         isl_basic_map *test;
9687         isl_basic_map *id;
9688         int sv;
9689
9690         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9691         if (sv < 0 || sv)
9692                 return sv;
9693
9694         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9695         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9696
9697         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9698         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9699         id = isl_basic_map_identity(space);
9700
9701         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9702
9703         isl_basic_map_free(test);
9704         isl_basic_map_free(id);
9705
9706         return sv;
9707 }
9708
9709 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9710  */
9711 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9712 {
9713         if (!map)
9714                 return -1;
9715         if (map->n == 0)
9716                 return 1;
9717         if (map->n >= 2)
9718                 return 0;
9719
9720         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9721 }
9722
9723 /* Check if the given map is single-valued.
9724  * We simply compute
9725  *
9726  *      M \circ M^-1
9727  *
9728  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9729  */
9730 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9731 {
9732         isl_space *dim;
9733         isl_map *test;
9734         isl_map *id;
9735         int sv;
9736
9737         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9738         if (sv < 0 || sv)
9739                 return sv;
9740
9741         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9742         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9743
9744         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9745         id = isl_map_identity(dim);
9746
9747         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9748
9749         isl_map_free(test);
9750         isl_map_free(id);
9751
9752         return sv;
9753 }
9754
9755 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9756 {
9757         int in;
9758
9759         map = isl_map_copy(map);
9760         map = isl_map_reverse(map);
9761         in = isl_map_is_single_valued(map);
9762         isl_map_free(map);
9763
9764         return in;
9765 }
9766
9767 /* Check if the given map is obviously injective.
9768  */
9769 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9770 {
9771         int in;
9772
9773         map = isl_map_copy(map);
9774         map = isl_map_reverse(map);
9775         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9776         isl_map_free(map);
9777
9778         return in;
9779 }
9780
9781 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9782 {
9783         int sv;
9784
9785         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9786         if (sv < 0 || !sv)
9787                 return sv;
9788
9789         return isl_map_is_injective(map);
9790 }
9791
9792 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9793 {
9794         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9795 }
9796
9797 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9798 {
9799         int ok;
9800         isl_set *delta;
9801
9802         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9803         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9804         isl_set_free(delta);
9805
9806         return ok;
9807 }
9808
9809 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9810 {
9811         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9812                 return 0;
9813         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9814                 return 0;
9815         return 1;
9816 }
9817
9818 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9819 {
9820         int i, j;
9821         unsigned nvar;
9822         unsigned ovar;
9823
9824         if (!bset)
9825                 return -1;
9826
9827         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9828                 return 0;
9829
9830         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9831         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9832         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9833                 int lower = 0, upper = 0;
9834                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9835                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9836                                 continue;
9837                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9838                                 return 0;
9839                         break;
9840                 }
9841                 if (i < bset->n_eq)
9842                         continue;
9843                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9844                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9845                                 continue;
9846                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9847                                 return 0;
9848                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9849                                 lower = 1;
9850                         else
9851                                 upper = 1;
9852                 }
9853                 if (!lower || !upper)
9854                         return 0;
9855         }
9856
9857         return 1;
9858 }
9859
9860 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9861 {
9862         if (!set)
9863                 return -1;
9864         if (set->n != 1)
9865                 return 0;
9866
9867         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9868 }
9869
9870 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9871 {
9872         if (!bset)
9873                 return -1;
9874         
9875         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9876 }
9877
9878 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9879 {
9880         if (!set)
9881                 return -1;
9882         
9883         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9884 }
9885
9886 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9887 {
9888         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9889         if (!bmap)
9890                 return NULL;
9891
9892         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9893         if (!bmap->dim)
9894                 goto error;
9895
9896         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9897
9898         return (isl_basic_set *)bmap;
9899 error:
9900         isl_basic_map_free(bmap);
9901         return NULL;
9902 }
9903
9904 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9905 {
9906         int i;
9907
9908         map = isl_map_cow(map);
9909         if (!map)
9910                 return NULL;
9911
9912         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9913                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9914                 if (!map->p[i])
9915                         goto error;
9916         }
9917         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9918         if (!map->dim)
9919                 goto error;
9920
9921         return (isl_set *)map;
9922 error:
9923         isl_map_free(map);
9924         return NULL;
9925 }
9926
9927 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9928 {
9929         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9930         if (!bset)
9931                 return NULL;
9932
9933         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9934         if (!bset->dim)
9935                 goto error;
9936
9937         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9938
9939         return (isl_basic_map *)bset;
9940 error:
9941         isl_basic_set_free(bset);
9942         return NULL;
9943 }
9944
9945 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9946 {
9947         int i;
9948
9949         if (!set)
9950                 return NULL;
9951
9952         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9953                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9954                         goto error);
9955
9956         set = isl_set_cow(set);
9957         if (!set)
9958                 return NULL;
9959
9960         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9961                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9962                 if (!set->p[i])
9963                         goto error;
9964         }
9965
9966         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9967         if (!set->dim)
9968                 goto error;
9969
9970         return (isl_map *)set;
9971 error:
9972         isl_set_free(set);
9973         return NULL;
9974 }
9975
9976 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9977         enum isl_dim_type type)
9978 {
9979         if (!bmap)
9980                 return NULL;
9981
9982         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9983                 return bmap;
9984
9985         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9986         if (!bmap)
9987                 return NULL;
9988
9989         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9990         if (!bmap->dim)
9991                 goto error;
9992
9993         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9994
9995         return bmap;
9996 error:
9997         isl_basic_map_free(bmap);
9998         return NULL;
9999 }
10000
10001 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
10002         enum isl_dim_type type)
10003 {
10004         int i;
10005
10006         if (!map)
10007                 return NULL;
10008
10009         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
10010                 return map;
10011
10012         map = isl_map_cow(map);
10013         if (!map)
10014                 return NULL;
10015
10016         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10017                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
10018                 if (!map->p[i])
10019                         goto error;
10020         }
10021         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
10022         if (!map->dim)
10023                 goto error;
10024
10025         return map;
10026 error:
10027         isl_map_free(map);
10028         return NULL;
10029 }
10030
10031 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10032 {
10033         if (!bmap)
10034                 return NULL;
10035
10036         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
10037                 return bmap;
10038
10039         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10040         if (!bmap)
10041                 return NULL;
10042
10043         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
10044         if (!bmap->dim)
10045                 goto error;
10046
10047         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10048
10049         return bmap;
10050 error:
10051         isl_basic_map_free(bmap);
10052         return NULL;
10053 }
10054
10055 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
10056 {
10057         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
10058 }
10059
10060 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
10061         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10062 {
10063         if (!bmap)
10064                 return NULL;
10065
10066         if (!bmap->dim->nested[0])
10067                 return bmap;
10068
10069         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10070         if (!bmap)
10071                 return NULL;
10072
10073         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
10074         if (!bmap->dim)
10075                 goto error;
10076
10077         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10078
10079         return bmap;
10080 error:
10081         isl_basic_map_free(bmap);
10082         return NULL;
10083 }
10084
10085 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
10086         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10087 {
10088         if (!bmap)
10089                 return NULL;
10090
10091         if (!bmap->dim->nested[1])
10092                 return bmap;
10093
10094         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10095         if (!bmap)
10096                 return NULL;
10097
10098         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
10099         if (!bmap->dim)
10100                 goto error;
10101
10102         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10103
10104         return bmap;
10105 error:
10106         isl_basic_map_free(bmap);
10107         return NULL;
10108 }
10109
10110 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
10111 {
10112         int i;
10113
10114         if (!map)
10115                 return NULL;
10116
10117         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
10118                 return map;
10119
10120         map = isl_map_cow(map);
10121         if (!map)
10122                 return NULL;
10123
10124         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10125                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
10126                 if (!map->p[i])
10127                         goto error;
10128         }
10129         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
10130         if (!map->dim)
10131                 goto error;
10132
10133         return map;
10134 error:
10135         isl_map_free(map);
10136         return NULL;
10137 }
10138
10139 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
10140 {
10141         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
10142 }
10143
10144 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
10145 {
10146         isl_space *dim, *flat_dim;
10147         isl_map *map;
10148
10149         dim = isl_set_get_space(set);
10150         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
10151         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
10152         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
10153
10154         return map;
10155 }
10156
10157 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
10158 {
10159         int i;
10160
10161         if (!map)
10162                 return NULL;
10163
10164         if (!map->dim->nested[0])
10165                 return map;
10166
10167         map = isl_map_cow(map);
10168         if (!map)
10169                 return NULL;
10170
10171         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10172                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
10173                 if (!map->p[i])
10174                         goto error;
10175         }
10176         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
10177         if (!map->dim)
10178                 goto error;
10179
10180         return map;
10181 error:
10182         isl_map_free(map);
10183         return NULL;
10184 }
10185
10186 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
10187 {
10188         int i;
10189
10190         if (!map)
10191                 return NULL;
10192
10193         if (!map->dim->nested[1])
10194                 return map;
10195
10196         map = isl_map_cow(map);
10197         if (!map)
10198                 return NULL;
10199
10200         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10201                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
10202                 if (!map->p[i])
10203                         goto error;
10204         }
10205         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
10206         if (!map->dim)
10207                 goto error;
10208
10209         return map;
10210 error:
10211         isl_map_free(map);
10212         return NULL;
10213 }
10214
10215 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
10216  * and set the dimension specification to "dim".
10217  */
10218 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10219         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
10220 {
10221         isl_basic_map *res;
10222         unsigned flags;
10223
10224         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10225         if (!bmap || !dim || !dim_map)
10226                 goto error;
10227
10228         flags = bmap->flags;
10229         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
10230         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
10231         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
10232         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
10233                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
10234         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
10235         if (res)
10236                 res->flags = flags;
10237         res = isl_basic_map_finalize(res);
10238         return res;
10239 error:
10240         free(dim_map);
10241         isl_basic_map_free(bmap);
10242         isl_space_free(dim);
10243         return NULL;
10244 }
10245
10246 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10247  */
10248 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10249         __isl_take isl_reordering *r)
10250 {
10251         int i;
10252         struct isl_dim_map *dim_map;
10253
10254         map = isl_map_cow(map);
10255         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10256         if (!map || !r || !dim_map)
10257                 goto error;
10258
10259         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10260                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10261
10262                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10263
10264                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10265                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10266
10267                 if (!map->p[i])
10268                         goto error;
10269         }
10270
10271         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10272
10273         isl_reordering_free(r);
10274         free(dim_map);
10275         return map;
10276 error:
10277         free(dim_map);
10278         isl_map_free(map);
10279         isl_reordering_free(r);
10280         return NULL;
10281 }
10282
10283 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10284         __isl_take isl_reordering *r)
10285 {
10286         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10287 }
10288
10289 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10290         __isl_take isl_space *model)
10291 {
10292         isl_ctx *ctx;
10293
10294         if (!map || !model)
10295                 goto error;
10296
10297         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10298         if (!isl_space_has_named_params(model))
10299                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10300                         "model has unnamed parameters", goto error);
10301         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10302                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10303                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10304         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10305                 isl_reordering *exp;
10306
10307                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10308                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10309                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10310                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10311                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10312                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10313                 map = isl_map_realign(map, exp);
10314         }
10315
10316         isl_space_free(model);
10317         return map;
10318 error:
10319         isl_space_free(model);
10320         isl_map_free(map);
10321         return NULL;
10322 }
10323
10324 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10325         __isl_take isl_space *model)
10326 {
10327         return isl_map_align_params(set, model);
10328 }
10329
10330 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10331  * additional parameters if needed.
10332  */
10333 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10334         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10335 {
10336         isl_ctx *ctx;
10337
10338         if (!bmap || !model)
10339                 goto error;
10340
10341         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10342         if (!isl_space_has_named_params(model))
10343                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10344                         "model has unnamed parameters", goto error);
10345         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10346                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10347                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10348         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10349                 isl_reordering *exp;
10350                 struct isl_dim_map *dim_map;
10351
10352                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10353                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10354                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10355                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10356                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10357                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10358                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10359                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10360                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10361                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10362                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10363                 isl_reordering_free(exp);
10364                 free(dim_map);
10365         }
10366
10367         isl_space_free(model);
10368         return bmap;
10369 error:
10370         isl_space_free(model);
10371         isl_basic_map_free(bmap);
10372         return NULL;
10373 }
10374
10375 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10376  * additional parameters if needed.
10377  */
10378 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10379         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10380 {
10381         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10382 }
10383
10384 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10385                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10386                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10387                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10388 {
10389         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10390         struct isl_mat *mat;
10391         int i, j, k;
10392         int pos;
10393
10394         if (!bmap)
10395                 return NULL;
10396         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10397                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10398         if (!mat)
10399                 return NULL;
10400         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10401                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10402                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10403                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10404                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10405                                             bmap->eq[i][off + k]);
10406                                 ++pos;
10407                         }
10408                 }
10409
10410         return mat;
10411 }
10412
10413 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10414                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10415                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10416                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10417 {
10418         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10419         struct isl_mat *mat;
10420         int i, j, k;
10421         int pos;
10422
10423         if (!bmap)
10424                 return NULL;
10425         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10426                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10427         if (!mat)
10428                 return NULL;
10429         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10430                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10431                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10432                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10433                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10434                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10435                                 ++pos;
10436                         }
10437                 }
10438
10439         return mat;
10440 }
10441
10442 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10443         __isl_take isl_space *dim,
10444         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10445         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10446         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10447 {
10448         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10449         isl_basic_map *bmap;
10450         unsigned total;
10451         unsigned extra;
10452         int i, j, k, l;
10453         int pos;
10454
10455         if (!dim || !eq || !ineq)
10456                 goto error;
10457
10458         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10459                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10460                         "equalities and inequalities matrices should have "
10461                         "same number of columns", goto error);
10462
10463         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10464
10465         if (eq->n_col < total)
10466                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10467                         "number of columns too small", goto error);
10468
10469         extra = eq->n_col - total;
10470
10471         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10472                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10473         if (!bmap)
10474                 goto error;
10475         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10476                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10477                 if (k < 0)
10478                         goto error;
10479                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10480         }
10481         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10482                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10483                 if (l < 0)
10484                         goto error;
10485                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10486                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10487                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10488                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10489                                             eq->row[i][pos]);
10490                                 ++pos;
10491                         }
10492                 }
10493         }
10494         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10495                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10496                 if (l < 0)
10497                         goto error;
10498                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10499                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10500                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10501                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10502                                             ineq->row[i][pos]);
10503                                 ++pos;
10504                         }
10505                 }
10506         }
10507
10508         isl_space_free(dim);
10509         isl_mat_free(eq);
10510         isl_mat_free(ineq);
10511
10512         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10513         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10514 error:
10515         isl_space_free(dim);
10516         isl_mat_free(eq);
10517         isl_mat_free(ineq);
10518         return NULL;
10519 }
10520
10521 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10522         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10523         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10524 {
10525         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10526                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10527 }
10528
10529 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10530         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10531         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10532 {
10533         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10534                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10535 }
10536
10537 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10538         __isl_take isl_space *dim,
10539         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10540         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10541 {
10542         return (isl_basic_set*)
10543             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10544                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10545 }
10546
10547 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10548 {
10549         if (!bmap)
10550                 return -1;
10551         
10552         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10553 }
10554
10555 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10556 {
10557         if (!map)
10558                 return -1;
10559         
10560         return isl_space_can_zip(map->dim);
10561 }
10562
10563 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10564  * (A -> C) -> (B -> D).
10565  */
10566 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10567 {
10568         unsigned pos;
10569         unsigned n1;
10570         unsigned n2;
10571
10572         if (!bmap)
10573                 return NULL;
10574
10575         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10576                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10577                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10578         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10579                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10580         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10581         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10582         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10583         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10584         if (!bmap)
10585                 return NULL;
10586         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10587         if (!bmap->dim)
10588                 goto error;
10589         return bmap;
10590 error:
10591         isl_basic_map_free(bmap);
10592         return NULL;
10593 }
10594
10595 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10596  * (A -> C) -> (B -> D).
10597  */
10598 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10599 {
10600         int i;
10601
10602         if (!map)
10603                 return NULL;
10604
10605         if (!isl_map_can_zip(map))
10606                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10607                         goto error);
10608
10609         map = isl_map_cow(map);
10610         if (!map)
10611                 return NULL;
10612
10613         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10614                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10615                 if (!map->p[i])
10616                         goto error;
10617         }
10618
10619         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10620         if (!map->dim)
10621                 goto error;
10622
10623         return map;
10624 error:
10625         isl_map_free(map);
10626         return NULL;
10627 }
10628
10629 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10630  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10631  */
10632 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10633 {
10634         if (!bmap)
10635                 return -1;
10636
10637         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10638 }
10639
10640 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10641  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10642  */
10643 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10644 {
10645         if (!map)
10646                 return -1;
10647
10648         return isl_space_can_curry(map->dim);
10649 }
10650
10651 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10652  * A -> (B -> C).
10653  */
10654 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10655 {
10656
10657         if (!bmap)
10658                 return NULL;
10659
10660         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10661                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10662                         "basic map cannot be curried", goto error);
10663         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10664         if (!bmap)
10665                 return NULL;
10666         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10667         if (!bmap->dim)
10668                 goto error;
10669         return bmap;
10670 error:
10671         isl_basic_map_free(bmap);
10672         return NULL;
10673 }
10674
10675 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10676  * A -> (B -> C).
10677  */
10678 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10679 {
10680         int i;
10681
10682         if (!map)
10683                 return NULL;
10684
10685         if (!isl_map_can_curry(map))
10686                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10687                         goto error);
10688
10689         map = isl_map_cow(map);
10690         if (!map)
10691                 return NULL;
10692
10693         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10694                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10695                 if (!map->p[i])
10696                         goto error;
10697         }
10698
10699         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10700         if (!map->dim)
10701                 goto error;
10702
10703         return map;
10704 error:
10705         isl_map_free(map);
10706         return NULL;
10707 }
10708
10709 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10710  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10711  */
10712 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10713 {
10714         if (!bmap)
10715                 return -1;
10716
10717         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10718 }
10719
10720 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10721  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10722  */
10723 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10724 {
10725         if (!map)
10726                 return -1;
10727
10728         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10729 }
10730
10731 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10732  * (A -> B) -> C.
10733  */
10734 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10735 {
10736
10737         if (!bmap)
10738                 return NULL;
10739
10740         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10741                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10742                         "basic map cannot be uncurried",
10743                         return isl_basic_map_free(bmap));
10744         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10745         if (!bmap)
10746                 return NULL;
10747         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10748         if (!bmap->dim)
10749                 return isl_basic_map_free(bmap);
10750         return bmap;
10751 }
10752
10753 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10754  * (A -> B) -> C.
10755  */
10756 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10757 {
10758         int i;
10759
10760         if (!map)
10761                 return NULL;
10762
10763         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10764                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10765                         return isl_map_free(map));
10766
10767         map = isl_map_cow(map);
10768         if (!map)
10769                 return NULL;
10770
10771         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10772                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10773                 if (!map->p[i])
10774                         return isl_map_free(map);
10775         }
10776
10777         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10778         if (!map->dim)
10779                 return isl_map_free(map);
10780
10781         return map;
10782 }
10783
10784 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10785  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10786  */
10787 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10788 {
10789         int k;
10790         int pos;
10791         isl_local_space *ls;
10792         isl_basic_map *bmap;
10793
10794         if (!aff)
10795                 return NULL;
10796
10797         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10798         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10799         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10800         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10801         if (k < 0)
10802                 goto error;
10803
10804         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10805         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10806         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10807         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10808                     aff->v->size - (pos + 1));
10809
10810         isl_aff_free(aff);
10811         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10812         return bmap;
10813 error:
10814         isl_aff_free(aff);
10815         isl_basic_map_free(bmap);
10816         return NULL;
10817 }
10818
10819 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10820  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10821  */
10822 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10823 {
10824         isl_basic_map *bmap;
10825
10826         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10827         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10828 }
10829
10830 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10831  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10832  * corresponding affine expression.
10833  */
10834 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10835         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10836 {
10837         int i;
10838         isl_space *space;
10839         isl_basic_map *bmap;
10840
10841         if (!maff)
10842                 return NULL;
10843
10844         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10845                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10846                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10847
10848         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10849         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10850
10851         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10852                 isl_aff *aff;
10853                 isl_basic_map *bmap_i;
10854
10855                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10856                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10857
10858                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10859         }
10860
10861         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10862
10863         isl_multi_aff_free(maff);
10864         return bmap;
10865 }
10866
10867 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10868  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10869  * corresponding affine expression.
10870  */
10871 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10872 {
10873         isl_basic_map *bmap;
10874
10875         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10876         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10877 }
10878
10879 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10880  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10881  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10882  * corresponding affine expression.
10883  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10884  * domain_dim.
10885  */
10886 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10887         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10888 {
10889         int i;
10890         isl_space *dim;
10891         isl_basic_map *bmap;
10892
10893         if (!list)
10894                 return NULL;
10895
10896         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10897         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10898
10899         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10900                 isl_aff *aff;
10901                 isl_basic_map *bmap_i;
10902
10903                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10904                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10905
10906                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10907         }
10908
10909         isl_aff_list_free(list);
10910         return bmap;
10911 }
10912
10913 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10914         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10915 {
10916         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10917 }
10918
10919 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10920  */
10921 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10922         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10923 {
10924         isl_basic_map *bmap = NULL;
10925         int i;
10926
10927         if (!space)
10928                 return NULL;
10929
10930         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10931                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10932                         "index out of bounds", goto error);
10933         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10934                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10935                         "index out of bounds", goto error);
10936
10937         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10938                 return isl_basic_map_universe(space);
10939
10940         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10941         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10942         if (i < 0)
10943                 goto error;
10944         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10945         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10946         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10947         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10948         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10949         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10950         isl_space_free(space);
10951         return bmap;
10952 error:
10953         isl_space_free(space);
10954         isl_basic_map_free(bmap);
10955         return NULL;
10956 }
10957
10958 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10959  */
10960 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10961         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10962 {
10963         isl_basic_map *eq;
10964
10965         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10966
10967         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10968
10969         return bmap;
10970 }
10971
10972 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10973  */
10974 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10975         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10976 {
10977         isl_basic_map *bmap;
10978
10979         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10980
10981         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10982
10983         return map;
10984 }
10985
10986 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10987  */
10988 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10989         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10990 {
10991         isl_basic_map *bmap = NULL;
10992         int i;
10993
10994         if (!map)
10995                 return NULL;
10996
10997         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10998                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10999                         "index out of bounds", goto error);
11000         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
11001                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11002                         "index out of bounds", goto error);
11003
11004         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
11005         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11006         if (i < 0)
11007                 goto error;
11008         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11009         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11010         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11011         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
11012         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
11013         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11014
11015         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11016
11017         return map;
11018 error:
11019         isl_basic_map_free(bmap);
11020         isl_map_free(map);
11021         return NULL;
11022 }
11023
11024 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11025  * greater than or equal to that of the second.
11026  */
11027 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11028         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11029 {
11030         isl_constraint *c;
11031         isl_local_space *ls;
11032
11033         if (!bmap)
11034                 return NULL;
11035
11036         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
11037                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11038                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11039         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
11040                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11041                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11042
11043         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11044                 return bmap;
11045
11046         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
11047         c = isl_inequality_alloc(ls);
11048         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
11049         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
11050         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
11051
11052         return bmap;
11053 }
11054
11055 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11056  * greater than that of the second.
11057  */
11058 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
11059         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11060 {
11061         isl_basic_map *bmap = NULL;
11062         int i;
11063
11064         if (!map)
11065                 return NULL;
11066
11067         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
11068                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11069                         "index out of bounds", goto error);
11070         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
11071                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11072                         "index out of bounds", goto error);
11073
11074         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
11075                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
11076                 isl_map_free(map);
11077                 return isl_map_empty(space);
11078         }
11079
11080         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
11081         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
11082         if (i < 0)
11083                 goto error;
11084         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11085         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11086         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11087         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
11088         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
11089         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
11090         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11091
11092         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11093
11094         return map;
11095 error:
11096         isl_basic_map_free(bmap);
11097         isl_map_free(map);
11098         return NULL;
11099 }
11100
11101 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11102  * smaller than that of the second.
11103  */
11104 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
11105         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11106 {
11107         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
11108 }
11109
11110 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11111         int pos)
11112 {
11113         isl_aff *div;
11114         isl_local_space *ls;
11115
11116         if (!bmap)
11117                 return NULL;
11118
11119         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
11120                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11121                         "some divs are unknown", return NULL);
11122
11123         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
11124         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
11125         isl_local_space_free(ls);
11126
11127         return div;
11128 }
11129
11130 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11131         int pos)
11132 {
11133         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
11134 }
11135
11136 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
11137  *
11138  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
11139  *
11140  *      f/d
11141  *
11142  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
11143  *
11144  *      floor((a i + g)/m)
11145  *
11146  * is replaced by
11147  *
11148  *      floor((a f + d g)/(m d))
11149  *
11150  * Constraints of the form
11151  *
11152  *      a i + g
11153  *
11154  * are replaced by
11155  *
11156  *      a f + d g
11157  *
11158  * We currently require that "subs" is an integral expression.
11159  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
11160  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
11161  */
11162 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
11163         __isl_take isl_basic_set *bset,
11164         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11165 {
11166         int i;
11167         isl_int v;
11168         isl_ctx *ctx;
11169
11170         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
11171                 return bset;
11172
11173         bset = isl_basic_set_cow(bset);
11174         if (!bset || !subs)
11175                 goto error;
11176
11177         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
11178         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
11179                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11180                         "spaces don't match", goto error);
11181         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
11182                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
11183                         "cannot handle divs yet", goto error);
11184         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
11185                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11186                         "can only substitute integer expressions", goto error);
11187
11188         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
11189
11190         isl_int_init(v);
11191
11192         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11193                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
11194                         continue;
11195                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
11196                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
11197                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
11198                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11199         }
11200
11201         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11202                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
11203                         continue;
11204                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
11205                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
11206                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
11207                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11208         }
11209
11210         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11211                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
11212                         continue;
11213                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
11214                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
11215                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
11216                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
11217                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11218                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
11219         }
11220
11221         isl_int_clear(v);
11222
11223         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
11224         return isl_basic_set_finalize(bset);
11225 error:
11226         isl_basic_set_free(bset);
11227         return NULL;
11228 }
11229
11230 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
11231  */
11232 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
11233         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11234 {
11235         int i;
11236
11237         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
11238                 return set;
11239
11240         set = isl_set_cow(set);
11241         if (!set || !subs)
11242                 goto error;
11243
11244         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11245                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11246                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11247                         goto error;
11248         }
11249
11250         return set;
11251 error:
11252         isl_set_free(set);
11253         return NULL;
11254 }
11255
11256 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
11257  * Return -1 if anything is wrong.
11258  */
11259 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
11260         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11261 {
11262         int m;
11263         isl_space *ma_space;
11264
11265         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11266         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
11267         isl_space_free(ma_space);
11268         if (m >= 0 && !m)
11269                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11270                         "spaces don't match", return -1);
11271         return m;
11272 }
11273
11274 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11275  * Return -1 if anything is wrong.
11276  */
11277 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11278         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11279 {
11280         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11281 }
11282
11283 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11284  * of the other divs in "bset".
11285  */
11286 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11287         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11288 {
11289         int i;
11290         isl_local_space *ls;
11291
11292         if (n_div == 0)
11293                 return 0;
11294
11295         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11296         if (!ls)
11297                 return -1;
11298
11299         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11300                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11301                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11302                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11303                         goto error;
11304         }
11305
11306         isl_local_space_free(ls);
11307         return 0;
11308 error:
11309         isl_local_space_free(ls);
11310         return -1;
11311 }
11312
11313 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11314  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11315  * different from one?
11316  */
11317 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11318 {
11319         int i;
11320         int strides = 0;
11321
11322         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11323                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11324                         strides++;
11325
11326         return strides;
11327 }
11328
11329 /* For each affine expression in ma of the form
11330  *
11331  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11332  *
11333  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11334  * of the form
11335  *
11336  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11337  *
11338  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11339  */
11340 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11341         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11342 {
11343         int i, k;
11344         int div;
11345         int total;
11346
11347         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11348         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11349                 int len;
11350
11351                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11352                         continue;
11353                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11354                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11355                 if (div < 0 || k < 0)
11356                         goto error;
11357                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11358                 len = ma->p[i]->v->size;
11359                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11360                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11361                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11362                 total++;
11363         }
11364
11365         return bset;
11366 error:
11367         isl_basic_set_free(bset);
11368         return NULL;
11369 }
11370
11371 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11372  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11373  * that lives in the domain space of "ma".
11374  *
11375  * If bset is represented by
11376  *
11377  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11378  *
11379  * and ma is represented by
11380  *
11381  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11382  *
11383  * then the result is
11384  *
11385  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11386  *
11387  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11388  * In particular
11389  *
11390  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11391  *
11392  * becomes
11393  *
11394  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11395  *
11396  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11397  *
11398  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11399  *
11400  * the additional constraints are added to ensure that we only
11401  * map back integer points.  That is we enforce
11402  *
11403  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11404  *
11405  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11406  *
11407  * We first copy over the divs from "ma".
11408  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11409  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11410  */
11411 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11412         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11413 {
11414         int i, k;
11415         isl_space *space;
11416         isl_basic_set *res = NULL;
11417         int n_div_bset, n_div_ma;
11418         isl_int f, c1, c2, g;
11419         int rational, strides;
11420
11421         isl_int_init(f);
11422         isl_int_init(c1);
11423         isl_int_init(c2);
11424         isl_int_init(g);
11425
11426         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11427         if (!bset || !ma)
11428                 goto error;
11429         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11430                 goto error;
11431
11432         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11433         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11434
11435         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11436         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11437         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11438         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11439                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11440         if (rational)
11441                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11442
11443         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11444                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11445                         goto error;
11446
11447         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11448                 goto error;
11449
11450         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11451                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11452                 if (k < 0)
11453                         goto error;
11454                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11455                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11456         }
11457
11458         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11459                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11460                 if (k < 0)
11461                         goto error;
11462                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11463                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11464         }
11465
11466         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11467                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11468                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11469                         continue;
11470                 }
11471                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11472                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11473         }
11474
11475         if (strides)
11476                 res = add_ma_strides(res, ma);
11477
11478         isl_int_clear(f);
11479         isl_int_clear(c1);
11480         isl_int_clear(c2);
11481         isl_int_clear(g);
11482         isl_basic_set_free(bset);
11483         isl_multi_aff_free(ma);
11484         res = isl_basic_set_simplify(res);
11485         return isl_basic_set_finalize(res);
11486 error:
11487         isl_int_clear(f);
11488         isl_int_clear(c1);
11489         isl_int_clear(c2);
11490         isl_int_clear(g);
11491         isl_basic_set_free(bset);
11492         isl_multi_aff_free(ma);
11493         isl_basic_set_free(res);
11494         return NULL;
11495 }
11496
11497 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11498  * Return -1 if anything is wrong.
11499  */
11500 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11501         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11502 {
11503         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11504 }
11505
11506 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11507  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11508  * that lives in the domain space of "ma".
11509  */
11510 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11511         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11512 {
11513         int i;
11514
11515         set = isl_set_cow(set);
11516         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11517         if (!set || !ma)
11518                 goto error;
11519         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11520                 goto error;
11521
11522         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11523                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11524                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11525                 if (!set->p[i])
11526                         goto error;
11527         }
11528
11529         isl_space_free(set->dim);
11530         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11531         if (!set->dim)
11532                 goto error;
11533
11534         isl_multi_aff_free(ma);
11535         if (set->n > 1)
11536                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11537         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11538         return set;
11539 error:
11540         isl_multi_aff_free(ma);
11541         isl_set_free(set);
11542         return NULL;
11543 }
11544
11545 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11546         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11547 {
11548         if (!set || !ma)
11549                 goto error;
11550
11551         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11552                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11553
11554         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11555             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11556                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11557                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11558         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11559         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11560
11561         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11562 error:
11563         isl_multi_aff_free(ma);
11564         return isl_set_free(set);
11565 }
11566
11567 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11568  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11569  * that lives in the domain space of "pma".
11570  */
11571 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11572         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11573 {
11574         int i;
11575         isl_set *res;
11576
11577         if (!pma)
11578                 goto error;
11579
11580         if (pma->n == 0) {
11581                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11582                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11583                 isl_set_free(set);
11584                 return res;
11585         }
11586
11587         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11588                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11589         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11590
11591         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11592                 isl_set *res_i;
11593
11594                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11595                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11596                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11597                 res = isl_set_union(res, res_i);
11598         }
11599
11600         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11601         isl_set_free(set);
11602         return res;
11603 error:
11604         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11605         isl_set_free(set);
11606         return NULL;
11607 }
11608
11609 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11610         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11611 {
11612         if (!set || !pma)
11613                 goto error;
11614
11615         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11616                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11617
11618         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11619             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11620                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11621                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11622         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11623         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11624
11625         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11626 error:
11627         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11628         return isl_set_free(set);
11629 }