isl_map.c: basic_map_space_reset: handle NULL input
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1149                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1150 {
1151         isl_int *t;
1152
1153         t = bmap->ineq[pos];
1154         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1155         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1156         bmap->eq[-1] = t;
1157         bmap->n_eq++;
1158         bmap->n_ineq--;
1159         bmap->eq--;
1160         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1161         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1162         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1163         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1164 }
1165
1166 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1167 {
1168         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1169 }
1170
1171 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1172 {
1173         struct isl_ctx *ctx;
1174         if (!bmap)
1175                 return -1;
1176         ctx = bmap->ctx;
1177         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1179         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1180         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1181         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1182         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1183                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1184                       bmap->extra - bmap->n_div);
1185         return bmap->n_ineq++;
1186 }
1187
1188 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1189 {
1190         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1191 }
1192
1193 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1194 {
1195         if (!bmap)
1196                 return -1;
1197         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1198         bmap->n_ineq -= n;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1203 {
1204         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1208 {
1209         isl_int *t;
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1213
1214         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1215                 t = bmap->ineq[pos];
1216                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1217                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1218                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1219         }
1220         bmap->n_ineq--;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1225 {
1226         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1227 }
1228
1229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1230         isl_int *eq)
1231 {
1232         int k;
1233
1234         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1235         if (!bmap)
1236                 return NULL;
1237         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1238         if (k < 0)
1239                 goto error;
1240         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1241         return bmap;
1242 error:
1243         isl_basic_map_free(bmap);
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1248         isl_int *eq)
1249 {
1250         return (isl_basic_set *)
1251                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1255         isl_int *ineq)
1256 {
1257         int k;
1258
1259         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1260         if (!bmap)
1261                 return NULL;
1262         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1263         if (k < 0)
1264                 goto error;
1265         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1266         return bmap;
1267 error:
1268         isl_basic_map_free(bmap);
1269         return NULL;
1270 }
1271
1272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1273         isl_int *ineq)
1274 {
1275         return (isl_basic_set *)
1276                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1277 }
1278
1279 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1280 {
1281         if (!bmap)
1282                 return -1;
1283         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1284         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1285                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1286                       bmap->extra - bmap->n_div);
1287         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1288         return bmap->n_div++;
1289 }
1290
1291 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1292 {
1293         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1294 }
1295
1296 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1297 {
1298         if (!bmap)
1299                 return -1;
1300         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1301         bmap->n_div -= n;
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1306 {
1307         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1308 }
1309
1310 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1311  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1312  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1313  * variables.
1314  */
1315 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1316                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1317                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1318 {
1319         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1320         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1321         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1322         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1323         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1324         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1325         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1326         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1327         if (dst_nparam > src_nparam)
1328                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1329                                 dst_nparam - src_nparam);
1330         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1331         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1332                     src+1+src_nparam,
1333                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1334         if (dst_in-in_off > src_in)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1336                                 dst_in - in_off - src_in);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1339                     src+1+src_nparam+src_in,
1340                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1341         if (dst_out-out_off > src_out)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1343                                 dst_out - out_off - src_out);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1347                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1348         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1350                                 div_off+src_map->n_div,
1351                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1352 }
1353
1354 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1355                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1356                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1357 {
1358         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1359         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1360 }
1361
1362 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1363                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1364 {
1365         int i;
1366         unsigned div_off;
1367
1368         if (!bmap1 || !bmap2)
1369                 goto error;
1370
1371         div_off = bmap1->n_div;
1372
1373         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1374                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1375                 if (i1 < 0)
1376                         goto error;
1377                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1378                                 i_pos, o_pos, div_off);
1379         }
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1394                          i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         isl_basic_map_free(bmap2);
1398
1399         return bmap1;
1400
1401 error:
1402         isl_basic_map_free(bmap1);
1403         isl_basic_map_free(bmap2);
1404         return NULL;
1405 }
1406
1407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1408                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1409 {
1410         return (struct isl_basic_set *)
1411                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1412                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1416                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *ext;
1420         unsigned flags;
1421         int dims_ok;
1422
1423         if (!dim)
1424                 goto error;
1425
1426         if (!base)
1427                 goto error;
1428
1429         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1430                   base->extra >= base->n_div + extra;
1431
1432         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1433                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1434                 isl_space_free(dim);
1435                 return base;
1436         }
1437
1438         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1439         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1440         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1441         extra += base->extra;
1442         n_eq += base->n_eq;
1443         n_ineq += base->n_ineq;
1444
1445         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1446         dim = NULL;
1447         if (!ext)
1448                 goto error;
1449
1450         if (dims_ok)
1451                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1452         flags = base->flags;
1453         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1454         if (ext) {
1455                 ext->flags = flags;
1456                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1457         }
1458
1459         return ext;
1460
1461 error:
1462         isl_space_free(dim);
1463         isl_basic_map_free(base);
1464         return NULL;
1465 }
1466
1467 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1468                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1469                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1470 {
1471         return (struct isl_basic_set *)
1472                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1473                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1474 }
1475
1476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1477                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         if (!base)
1480                 return NULL;
1481         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1482                                         0, n_eq, n_ineq);
1483 }
1484
1485 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1486                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1487                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1488 {
1489         struct isl_basic_map *bmap;
1490         isl_space *dim;
1491
1492         if (!base)
1493                 return NULL;
1494         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1495         if (!dim)
1496                 goto error;
1497
1498         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1499         return bmap;
1500 error:
1501         isl_basic_map_free(base);
1502         return NULL;
1503 }
1504
1505 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1506                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1507                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1508 {
1509         return (struct isl_basic_set *)
1510                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1511                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1512 }
1513
1514 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1515                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1519                                                     n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1526 }
1527
1528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1529 {
1530         if (!bmap)
1531                 return NULL;
1532
1533         if (bmap->ref > 1) {
1534                 bmap->ref--;
1535                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1536         }
1537         if (bmap)
1538                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1539         return bmap;
1540 }
1541
1542 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1543 {
1544         if (!set)
1545                 return NULL;
1546
1547         if (set->ref == 1)
1548                 return set;
1549         set->ref--;
1550         return isl_set_dup(set);
1551 }
1552
1553 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1554 {
1555         if (!map)
1556                 return NULL;
1557
1558         if (map->ref == 1)
1559                 return map;
1560         map->ref--;
1561         return isl_map_dup(map);
1562 }
1563
1564 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1565                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1566 {
1567         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1568         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1569         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1570 }
1571
1572 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1573         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1574 {
1575         int i;
1576         struct isl_blk blk;
1577
1578         if (!bmap)
1579                 goto error;
1580
1581         isl_assert(bmap->ctx,
1582                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1583
1584         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1585                 return bmap;
1586
1587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1588         if (!bmap)
1589                 return NULL;
1590
1591         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1592         if (isl_blk_is_error(blk))
1593                 goto error;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 swap_vars(blk,
1597                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1598
1599         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1600                 swap_vars(blk,
1601                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1606
1607         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1608
1609         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1610         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1612 error:
1613         isl_basic_map_free(bmap);
1614         return NULL;
1615 }
1616
1617 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1618         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1619 {
1620         unsigned dim;
1621         unsigned nparam;
1622
1623         if (!bset)
1624                 return NULL;
1625
1626         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1627         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1628         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1629
1630         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1631 error:
1632         isl_basic_set_free(bset);
1633         return NULL;
1634 }
1635
1636 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1637 {
1638         int i = 0;
1639         unsigned total;
1640         if (!bmap)
1641                 goto error;
1642         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1643         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1644         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1645         if (bmap->n_eq > 0)
1646                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1647         else {
1648                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1649                 if (i < 0)
1650                         goto error;
1651         }
1652         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1653         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1654         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1655         isl_vec_free(bmap->sample);
1656         bmap->sample = NULL;
1657         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1658 error:
1659         isl_basic_map_free(bmap);
1660         return NULL;
1661 }
1662
1663 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1664 {
1665         return (struct isl_basic_set *)
1666                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1667 }
1668
1669 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1670 {
1671         int i;
1672         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1673         isl_int *t = bmap->div[a];
1674         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1675         bmap->div[b] = t;
1676
1677         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1678                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1679
1680         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1681                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1682
1683         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1684                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1685         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1686 }
1687
1688 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1689  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1690  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1691  */
1692 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1693         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1694 {
1695         int i;
1696
1697         if (!map)
1698                 return NULL;
1699         if (n == 0)
1700                 return map;
1701
1702         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1703                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1704                         "index out of bounds", goto error);
1705
1706         map = isl_map_cow(map);
1707         if (!map)
1708                 return NULL;
1709
1710         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1711                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1712                 if (!map->p[i])
1713                         goto error;
1714         }
1715         return map;
1716 error:
1717         isl_map_free(map);
1718         return NULL;
1719 }
1720
1721 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1722  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1723  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1724  */
1725 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1726         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1727 {
1728         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1729 }
1730
1731 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1732  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1733  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1734  */
1735 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1736         unsigned first, unsigned n)
1737 {
1738         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1739 }
1740
1741 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1742         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1743 {
1744         if (!bmap)
1745                 return NULL;
1746         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1747                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1748         if (!bmap)
1749                 return NULL;
1750         bmap->n_div = 0;
1751         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1752 }
1753
1754 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1755         __isl_take isl_basic_set *bset)
1756 {
1757         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1758                         (struct isl_basic_map *)bset);
1759 }
1760
1761 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1762 {
1763         int i;
1764
1765         if (!map)
1766                 return NULL;
1767         if (map->n == 0)
1768                 return map;
1769
1770         map = isl_map_cow(map);
1771         if (!map)
1772                 return NULL;
1773         
1774         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1775                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1776                 if (!map->p[i])
1777                         goto error;
1778         }
1779         return map;
1780 error:
1781         isl_map_free(map);
1782         return NULL;
1783 }
1784
1785 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1786 {
1787         return isl_map_remove_divs(set);
1788 }
1789
1790 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1791         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1792 {
1793         if (!bmap)
1794                 return NULL;
1795         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1796                         goto error);
1797         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1798                 return bmap;
1799         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1800                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1801         if (!bmap)
1802                 return bmap;
1803         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1804                 return bmap;
1805         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1806         return bmap;
1807 error:
1808         isl_basic_map_free(bmap);
1809         return NULL;
1810 }
1811
1812 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1813  * any of the given variables.
1814  */
1815 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1816         unsigned first, unsigned n)
1817 {
1818         int i;
1819         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1820
1821         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1822                 return 0;
1823         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1824                 return 1;
1825
1826         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1827                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1828                         continue;
1829                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1830                         return 1;
1831         }
1832
1833         return 0;
1834 }
1835
1836 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1837  * based on inequality "i".
1838  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1839  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1840  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1841  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1842  *
1843  * The calling function has already checked that the inequality does not
1844  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1845  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1846  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1847  *
1848  * Let "div" be of the form
1849  *
1850  *      q = floor((a + f(x))/d)
1851  *
1852  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1853  *
1854  *      b + f(x) >= 0
1855  *
1856  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1857  * However, we allow a slightly more general form
1858  *
1859  *      b + g(x) >= 0
1860  *
1861  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1862  * divisible by d.
1863  * Rewriting this constraint as
1864  *
1865  *      0 >= -b - g(x)
1866  *
1867  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1868  *
1869  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1870  *
1871  * Taking the floor on both sides, we obtain
1872  *
1873  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1874  *
1875  * or
1876  *
1877  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1878  *
1879  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1880  *
1881  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1882  *
1883  */
1884 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1885         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1886         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1887 {
1888         int j;
1889
1890         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1891                 if (lb) {
1892                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1893                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1894                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1895                 }
1896                 if (ub) {
1897                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1898                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1899                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1900                 }
1901         }
1902         if (!lb && !ub)
1903                 return bmap;
1904
1905         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1906         if (lb) {
1907                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1908                 if (k < 0)
1909                         goto error;
1910                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1911                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1912                                         bmap->div[div][1 + j]);
1913                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1914                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1915                 }
1916                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1917         }
1918         if (ub) {
1919                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1920                 if (k < 0)
1921                         goto error;
1922                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1923                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1924                                         bmap->div[div][1 + j]);
1925                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1926                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1927                 }
1928                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1929         }
1930
1931         return bmap;
1932 error:
1933         isl_basic_map_free(bmap);
1934         return NULL;
1935 }
1936
1937 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1938  * using Fourier-Motzkin.
1939  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1940  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1941  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1942  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1943  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1944  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1945  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1946  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1947  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1948  * on "div".
1949  *
1950  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1951  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1952  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1953  * Consider, for example, the set
1954  *
1955  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1956  *
1957  * The second constraint can be rewritten as
1958  *
1959  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1960  *
1961  * from which we can derive
1962  *
1963  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1964  *
1965  * or
1966  *
1967  *      i + 2j <= 3 + 2k
1968  *
1969  * Combined with the first constraint, we obtain
1970  *
1971  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1972  *
1973  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1974  * the first constraint, we obtain
1975  *
1976  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1977  *
1978  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1979  *
1980  *      k >= -2
1981  */
1982 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1983         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1984 {
1985         int i;
1986         int check_lb, check_ub;
1987         isl_int v;
1988         unsigned total;
1989
1990         if (!bmap)
1991                 return NULL;
1992
1993         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1994                 return bmap;
1995
1996         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1997
1998         check_lb = 0;
1999         check_ub = 0;
2000         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2001                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2002                 if (s > 0)
2003                         check_ub = 1;
2004                 if (s < 0)
2005                         check_lb = 1;
2006         }
2007
2008         if (!check_lb && !check_ub)
2009                 return bmap;
2010
2011         isl_int_init(v);
2012
2013         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2014                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2015                         continue;
2016
2017                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2018                                                         check_lb, check_ub);
2019         }
2020
2021         isl_int_clear(v);
2022
2023         return bmap;
2024 }
2025
2026 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2027  * in their definitions.
2028  */
2029 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2030         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2031         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2032 {
2033         int i;
2034
2035         if (!bmap)
2036                 return NULL;
2037         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2038                         goto error);
2039         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2040
2041         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2042                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2043                         continue;
2044                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2045                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2046                 if (!bmap)
2047                         return NULL;
2048                 i = bmap->n_div;
2049         }
2050
2051         return bmap;
2052 error:
2053         isl_basic_map_free(bmap);
2054         return NULL;
2055 }
2056
2057 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2058         __isl_take isl_basic_set *bset,
2059         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2060 {
2061         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2062 }
2063
2064 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2065         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2066 {
2067         int i;
2068
2069         if (!map)
2070                 return NULL;
2071         if (map->n == 0)
2072                 return map;
2073
2074         map = isl_map_cow(map);
2075         if (!map)
2076                 return NULL;
2077
2078         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2079                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2080                                                                 type, first, n);
2081                 if (!map->p[i])
2082                         goto error;
2083         }
2084         return map;
2085 error:
2086         isl_map_free(map);
2087         return NULL;
2088 }
2089
2090 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2091         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2092 {
2093         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2094                                                               type, first, n);
2095 }
2096
2097 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2098  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2099  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2100  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2101  * div.
2102  */
2103 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2104         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2105 {
2106         int i;
2107
2108         if (!bmap)
2109                 return -1;
2110
2111         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2112                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2113                         "index out of bounds", return -1);
2114
2115         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2116         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2117                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2118                         return 1;
2119         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2120                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2121                         return 1;
2122         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2123                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2124                         continue;
2125                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2126                         return 1;
2127         }
2128
2129         return 0;
2130 }
2131
2132 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2133         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2134 {
2135         int i;
2136
2137         if (!map)
2138                 return -1;
2139
2140         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2141                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2142                         "index out of bounds", return -1);
2143
2144         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2145                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2146                                                             type, first, n);
2147                 if (involves < 0 || involves)
2148                         return involves;
2149         }
2150
2151         return 0;
2152 }
2153
2154 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2155         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2156 {
2157         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2158 }
2159
2160 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2161         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2162 {
2163         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2164 }
2165
2166 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2167  * on unknown divs.
2168  */
2169 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2170 {
2171         int i;
2172         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2173
2174         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2175                 return 1;
2176
2177         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2178                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2179                         continue;
2180                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2181                         return 1;
2182         }
2183
2184         return 0;
2185 }
2186
2187 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2188  */
2189 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2190         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2191 {
2192         int i;
2193
2194         if (!bmap)
2195                 return NULL;
2196
2197         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2198                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2199                         continue;
2200                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2201                 if (!bmap)
2202                         return NULL;
2203                 i = bmap->n_div;
2204         }
2205
2206         return bmap;
2207 }
2208
2209 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2210  */
2211 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2212         __isl_take isl_basic_set *bset)
2213 {
2214         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2215 }
2216
2217 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2218 {
2219         int i;
2220
2221         if (!map)
2222                 return NULL;
2223         if (map->n == 0)
2224                 return map;
2225
2226         map = isl_map_cow(map);
2227         if (!map)
2228                 return NULL;
2229
2230         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2231                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2232                 if (!map->p[i])
2233                         goto error;
2234         }
2235         return map;
2236 error:
2237         isl_map_free(map);
2238         return NULL;
2239 }
2240
2241 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2242 {
2243         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2244 }
2245
2246 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2247         __isl_take isl_basic_set *bset,
2248         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2249 {
2250         return (isl_basic_set *)
2251             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2252 }
2253
2254 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2255         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2256 {
2257         int i;
2258
2259         if (n == 0)
2260                 return map;
2261
2262         map = isl_map_cow(map);
2263         if (!map)
2264                 return NULL;
2265         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2266         
2267         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2268                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2269                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2270                 if (!map->p[i])
2271                         goto error;
2272         }
2273         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2274         return map;
2275 error:
2276         isl_map_free(map);
2277         return NULL;
2278 }
2279
2280 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2281         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2282 {
2283         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2284 }
2285
2286 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2287 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2288         unsigned first, unsigned n)
2289 {
2290         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2291 }
2292
2293 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2294                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2295 {
2296         const char *name;
2297         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2298         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2299         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2300         if (!pos)
2301                 isl_int_print(out, c, 0);
2302         else {
2303                 if (!isl_int_is_one(c))
2304                         isl_int_print(out, c, 0);
2305                 if (pos < 1 + nparam) {
2306                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2307                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2308                         if (name)
2309                                 fprintf(out, "%s", name);
2310                         else
2311                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2312                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2313                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2314                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2315                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2316                 else
2317                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2318         }
2319 }
2320
2321 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2322                                 int sign, FILE *out)
2323 {
2324         int i;
2325         int first;
2326         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2327         isl_int v;
2328
2329         isl_int_init(v);
2330         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2331                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2332                         continue;
2333                 if (!first)
2334                         fprintf(out, " + ");
2335                 first = 0;
2336                 isl_int_abs(v, c[i]);
2337                 dump_term(bmap, v, i, out);
2338         }
2339         isl_int_clear(v);
2340         if (first)
2341                 fprintf(out, "0");
2342 }
2343
2344 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2345                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2346 {
2347         int i;
2348
2349         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2350
2351         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2352         fprintf(out, " %s ", op);
2353         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2354
2355         fprintf(out, "\n");
2356
2357         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2358                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2359                         continue;
2360                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2361                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2362                 abort();
2363         }
2364 }
2365
2366 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2367                                 isl_int **c, unsigned n,
2368                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2369 {
2370         int i;
2371
2372         for (i = 0; i < n; ++i)
2373                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2374 }
2375
2376 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2377 {
2378         int j;
2379         int first = 1;
2380         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2381
2382         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2383                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2384                         continue;
2385                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2386                         fprintf(out, "+");
2387                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2388                 first = 0;
2389         }
2390 }
2391
2392 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2393 {
2394         int i;
2395
2396         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2397         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2398
2399         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2400                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2401                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2402                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2403                 fprintf(out, ")/");
2404                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2405                 fprintf(out, "]\n");
2406         }
2407 }
2408
2409 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2410         FILE *out, int indent)
2411 {
2412         if (!bset) {
2413                 fprintf(out, "null basic set\n");
2414                 return;
2415         }
2416
2417         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2418         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2419                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2420                         bset->extra, bset->flags);
2421         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2422 }
2423
2424 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2425         FILE *out, int indent)
2426 {
2427         if (!bmap) {
2428                 fprintf(out, "null basic map\n");
2429                 return;
2430         }
2431
2432         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2433         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2434                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2435                 bmap->ref,
2436                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2437                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2438         dump(bmap, out, indent);
2439 }
2440
2441 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2442 {
2443         unsigned total;
2444         if (!bmap)
2445                 return -1;
2446         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2447         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2448         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2449         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2450         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2451         return 0;
2452 }
2453
2454 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2455         unsigned flags)
2456 {
2457         struct isl_set *set;
2458
2459         if (!dim)
2460                 return NULL;
2461         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2462         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2463         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2464                         sizeof(struct isl_set) +
2465                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2466         if (!set)
2467                 goto error;
2468
2469         set->ctx = dim->ctx;
2470         isl_ctx_ref(set->ctx);
2471         set->ref = 1;
2472         set->size = n;
2473         set->n = 0;
2474         set->dim = dim;
2475         set->flags = flags;
2476         return set;
2477 error:
2478         isl_space_free(dim);
2479         return NULL;
2480 }
2481
2482 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2483                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2484 {
2485         struct isl_set *set;
2486         isl_space *dims;
2487
2488         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2489         if (!dims)
2490                 return NULL;
2491
2492         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2493         return set;
2494 }
2495
2496 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2497  */
2498 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2499 {
2500         int i;
2501         struct isl_map *grown = NULL;
2502
2503         if (!map)
2504                 return NULL;
2505         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2506         if (map->n + n <= map->size)
2507                 return map;
2508         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2509         if (!grown)
2510                 goto error;
2511         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2512                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2513                 if (!grown->p[i])
2514                         goto error;
2515                 grown->n++;
2516         }
2517         isl_map_free(map);
2518         return grown;
2519 error:
2520         isl_map_free(grown);
2521         isl_map_free(map);
2522         return NULL;
2523 }
2524
2525 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2526  */
2527 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2528 {
2529         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2530 }
2531
2532 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2533 {
2534         int i;
2535         struct isl_set *dup;
2536
2537         if (!set)
2538                 return NULL;
2539
2540         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2541         if (!dup)
2542                 return NULL;
2543         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2544                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2545         return dup;
2546 }
2547
2548 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2549 {
2550         return isl_map_from_basic_map(bset);
2551 }
2552
2553 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2554 {
2555         struct isl_map *map;
2556
2557         if (!bmap)
2558                 return NULL;
2559
2560         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2561         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2562 }
2563
2564 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2565                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2566 {
2567         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2568                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2569 }
2570
2571 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2572 {
2573         int i;
2574
2575         if (!set)
2576                 return NULL;
2577
2578         if (--set->ref > 0)
2579                 return NULL;
2580
2581         isl_ctx_deref(set->ctx);
2582         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2583                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2584         isl_space_free(set->dim);
2585         free(set);
2586
2587         return NULL;
2588 }
2589
2590 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2591 {
2592         int i;
2593
2594         if (!set) {
2595                 fprintf(out, "null set\n");
2596                 return;
2597         }
2598
2599         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2600         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2601                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2602                         set->flags);
2603         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2604                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2605                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2606                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2607         }
2608 }
2609
2610 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2611 {
2612         int i;
2613
2614         if (!map) {
2615                 fprintf(out, "null map\n");
2616                 return;
2617         }
2618
2619         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2620         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2621                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2622                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2623                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2624         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2625                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2626                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2627                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2628         }
2629 }
2630
2631 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2632                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2633 {
2634         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2635
2636         if (!bmap || !bset)
2637                 goto error;
2638
2639         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2640                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2641
2642         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2643                 isl_assert(bset->ctx,
2644                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2645
2646         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2647         if (!bmap)
2648                 goto error;
2649         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2650                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2651         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2652         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2653
2654         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2655         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2656 error:
2657         isl_basic_map_free(bmap);
2658         isl_basic_set_free(bset);
2659         return NULL;
2660 }
2661
2662 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2663                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2664 {
2665         struct isl_basic_map *bmap_range;
2666
2667         if (!bmap || !bset)
2668                 goto error;
2669
2670         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2671                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2672
2673         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2674                 isl_assert(bset->ctx,
2675                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2676
2677         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2678                 isl_basic_set_free(bset);
2679                 return bmap;
2680         }
2681
2682         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2683         if (!bmap)
2684                 goto error;
2685         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2686                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2687         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2688         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2689
2690         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2691         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2692 error:
2693         isl_basic_map_free(bmap);
2694         isl_basic_set_free(bset);
2695         return NULL;
2696 }
2697
2698 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2699 {
2700         int i;
2701         unsigned total;
2702         isl_int s;
2703
2704         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2705         if (total != vec->size)
2706                 return -1;
2707
2708         isl_int_init(s);
2709
2710         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2711                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2712                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2713                         isl_int_clear(s);
2714                         return 0;
2715                 }
2716         }
2717
2718         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2719                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2720                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2721                         isl_int_clear(s);
2722                         return 0;
2723                 }
2724         }
2725
2726         isl_int_clear(s);
2727
2728         return 1;
2729 }
2730
2731 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2732 {
2733         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2734 }
2735
2736 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2737                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2738 {
2739         struct isl_vec *sample = NULL;
2740
2741         if (!bmap1 || !bmap2)
2742                 goto error;
2743
2744         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2745                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2746         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2747                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2748             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2749                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2750                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2751
2752         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2753                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2754                 isl_assert(bmap1->ctx,
2755                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2756
2757         if (bmap1->sample &&
2758             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2759             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2760                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2761         else if (bmap2->sample &&
2762             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2763             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2764                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2765
2766         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2767         if (!bmap1)
2768                 goto error;
2769         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2770                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2771         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2772
2773         if (!bmap1)
2774                 isl_vec_free(sample);
2775         else if (sample) {
2776                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2777                 bmap1->sample = sample;
2778         }
2779
2780         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2781         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2782 error:
2783         if (sample)
2784                 isl_vec_free(sample);
2785         isl_basic_map_free(bmap1);
2786         isl_basic_map_free(bmap2);
2787         return NULL;
2788 }
2789
2790 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2791                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2792 {
2793         return (struct isl_basic_set *)
2794                 isl_basic_map_intersect(
2795                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2796                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2797 }
2798
2799 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2800         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2801 {
2802         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2803 }
2804
2805 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2806  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2807  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2808  * added to the other map.
2809  */
2810 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2811         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2812 {
2813         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2814         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2815         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2816         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2817
2818         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2819                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2820
2821         isl_assert(map2->ctx,
2822                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2823
2824         map1 = isl_map_cow(map1);
2825         if (!map1)
2826                 goto error;
2827         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2828                 isl_map_free(map2);
2829                 return map1;
2830         }
2831         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2832         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2833                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2834         else
2835                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2836                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2837
2838         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2839         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2840         if (!map1->p[0])
2841                 goto error;
2842
2843         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2844                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2845                 map1->n = 0;
2846         }
2847
2848         isl_map_free(map2);
2849
2850         return map1;
2851 error:
2852         isl_map_free(map1);
2853         isl_map_free(map2);
2854         return NULL;
2855 }
2856
2857 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2858  * space as map1.
2859  */
2860 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2861         __isl_take isl_map *map2)
2862 {
2863         unsigned flags = 0;
2864         isl_map *result;
2865         int i, j;
2866
2867         if (!map1 || !map2)
2868                 goto error;
2869
2870         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2871              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2872             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2873                 isl_map_free(map2);
2874                 return map1;
2875         }
2876         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2877              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2878             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2879                 isl_map_free(map1);
2880                 return map2;
2881         }
2882
2883         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2884             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2885             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2886             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2887              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2888                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2889
2890         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2891                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2892                 isl_assert(map1->ctx,
2893                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2894
2895         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2896             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2897                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2898
2899         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2900                                 map1->n * map2->n, flags);
2901         if (!result)
2902                 goto error;
2903         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2904                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2905                         struct isl_basic_map *part;
2906                         part = isl_basic_map_intersect(
2907                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2908                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2909                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2910                                 part = isl_basic_map_free(part);
2911                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2912                         if (!result)
2913                                 goto error;
2914                 }
2915         isl_map_free(map1);
2916         isl_map_free(map2);
2917         return result;
2918 error:
2919         isl_map_free(map1);
2920         isl_map_free(map2);
2921         return NULL;
2922 }
2923
2924 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2925         __isl_take isl_map *map2)
2926 {
2927         if (!map1 || !map2)
2928                 goto error;
2929         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2930                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2931                         "spaces don't match", goto error);
2932         return map_intersect_internal(map1, map2);
2933 error:
2934         isl_map_free(map1);
2935         isl_map_free(map2);
2936         return NULL;
2937 }
2938
2939 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2940         __isl_take isl_map *map2)
2941 {
2942         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2943 }
2944
2945 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2946 {
2947         return (struct isl_set *)
2948                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2949                                   (struct isl_map *)set2);
2950 }
2951
2952 /* map_intersect_internal accepts intersections
2953  * with parameter domains, so we can just call that function.
2954  */
2955 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2956                 __isl_take isl_set *params)
2957 {
2958         return map_intersect_internal(map, params);
2959 }
2960
2961 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2962         __isl_take isl_map *map2)
2963 {
2964         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2965 }
2966
2967 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2968                 __isl_take isl_set *params)
2969 {
2970         return isl_map_intersect_params(set, params);
2971 }
2972
2973 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2974 {
2975         isl_space *dim;
2976         struct isl_basic_set *bset;
2977         unsigned in;
2978
2979         if (!bmap)
2980                 return NULL;
2981         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2982         if (!bmap)
2983                 return NULL;
2984         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2985         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2986         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2987         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2988         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2989 }
2990
2991 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2992         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2993 {
2994         isl_space *space;
2995
2996         if (!bmap)
2997                 return NULL;
2998         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2999                 return bmap;
3000
3001         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3002         space = isl_space_reset(space, type);
3003         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3004         return bmap;
3005 }
3006
3007 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3008         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3009         unsigned pos, unsigned n)
3010 {
3011         isl_space *res_dim;
3012         struct isl_basic_map *res;
3013         struct isl_dim_map *dim_map;
3014         unsigned total, off;
3015         enum isl_dim_type t;
3016
3017         if (n == 0)
3018                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3019
3020         if (!bmap)
3021                 return NULL;
3022
3023         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3024
3025         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3026         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3027         off = 0;
3028         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3029                 if (t != type) {
3030                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3031                 } else {
3032                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3033                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3034                                                 0, pos, off);
3035                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3036                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3037                 }
3038                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3039         }
3040         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3041
3042         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3043                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3044         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3045                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3046         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3047                 isl_basic_map_free(bmap);
3048                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3049         }
3050         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3051         return isl_basic_map_finalize(res);
3052 }
3053
3054 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3055         __isl_take isl_basic_set *bset,
3056         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3057 {
3058         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3059 }
3060
3061 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3062                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3063 {
3064         if (!bmap)
3065                 return NULL;
3066         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3067                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3068 }
3069
3070 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3071                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3072 {
3073         if (!bset)
3074                 return NULL;
3075         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3076         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3077 error:
3078         isl_basic_set_free(bset);
3079         return NULL;
3080 }
3081
3082 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3083         enum isl_dim_type type)
3084 {
3085         isl_space *space;
3086
3087         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3088                 return map;
3089
3090         space = isl_map_get_space(map);
3091         space = isl_space_reset(space, type);
3092         map = isl_map_reset_space(map, space);
3093         return map;
3094 }
3095
3096 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3097                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3098 {
3099         int i;
3100
3101         if (n == 0)
3102                 return map_space_reset(map, type);
3103
3104         map = isl_map_cow(map);
3105         if (!map)
3106                 return NULL;
3107
3108         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3109         if (!map->dim)
3110                 goto error;
3111
3112         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3113                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3114                 if (!map->p[i])
3115                         goto error;
3116         }
3117
3118         return map;
3119 error:
3120         isl_map_free(map);
3121         return NULL;
3122 }
3123
3124 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3125                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3126 {
3127         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3128 }
3129
3130 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3131                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3132 {
3133         if (!map)
3134                 return NULL;
3135         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3136 }
3137
3138 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3139                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3140 {
3141         if (!set)
3142                 return NULL;
3143         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3144         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3145 error:
3146         isl_set_free(set);
3147         return NULL;
3148 }
3149
3150 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3151         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3152         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3153         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3154 {
3155         struct isl_dim_map *dim_map;
3156         struct isl_basic_map *res;
3157         enum isl_dim_type t;
3158         unsigned total, off;
3159
3160         if (!bmap)
3161                 return NULL;
3162         if (n == 0)
3163                 return bmap;
3164
3165         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3166                 goto error);
3167
3168         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3169                 return bmap;
3170
3171         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3172
3173         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3174             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3175                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3176                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3177                 if (!bmap)
3178                         return NULL;
3179
3180                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3181                                                 src_type, src_pos, n);
3182                 if (!bmap->dim)
3183                         goto error;
3184
3185                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3186
3187                 return bmap;
3188         }
3189
3190         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3191         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3192
3193         off = 0;
3194         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3195                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3196                 if (t == dst_type) {
3197                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3198                                             0, dst_pos, off);
3199                         off += dst_pos;
3200                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3201                                             src_pos, n, off);
3202                         off += n;
3203                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3204                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3205                         off += size - dst_pos;
3206                 } else if (t == src_type) {
3207                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3208                                             0, src_pos, off);
3209                         off += src_pos;
3210                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3211                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3212                         off += size - src_pos - n;
3213                 } else {
3214                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3215                         off += size;
3216                 }
3217         }
3218         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3219
3220         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3221                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3222         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3223
3224         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3225                                         src_type, src_pos, n);
3226         if (!bmap->dim)
3227                 goto error;
3228
3229         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3230         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3231         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3232
3233         return bmap;
3234 error:
3235         isl_basic_map_free(bmap);
3236         return NULL;
3237 }
3238
3239 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3240         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3241         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3242 {
3243         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3244                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3245 }
3246
3247 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3248         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3249         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3250 {
3251         if (!set)
3252                 return NULL;
3253         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3254         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3255                                         src_type, src_pos, n);
3256 error:
3257         isl_set_free(set);
3258         return NULL;
3259 }
3260
3261 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3262         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3263         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3264 {
3265         int i;
3266
3267         if (!map)
3268                 return NULL;
3269         if (n == 0)
3270                 return map;
3271
3272         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3273                 goto error);
3274
3275         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3276                 return map;
3277
3278         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3279
3280         map = isl_map_cow(map);
3281         if (!map)
3282                 return NULL;
3283
3284         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3285         if (!map->dim)
3286                 goto error;
3287
3288         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3289                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3290                                                 dst_type, dst_pos,
3291                                                 src_type, src_pos, n);
3292                 if (!map->p[i])
3293                         goto error;
3294         }
3295
3296         return map;
3297 error:
3298         isl_map_free(map);
3299         return NULL;
3300 }
3301
3302 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3303  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3304  * That's the responsibility of the caller.
3305  */
3306 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3307         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3308 {
3309         struct isl_dim_map *dim_map;
3310         struct isl_basic_map *res;
3311         enum isl_dim_type t;
3312         unsigned total, off;
3313
3314         if (!bmap)
3315                 return NULL;
3316         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3317                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3318                 return bmap;
3319
3320         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3321         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3322
3323         off = 0;
3324         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3325                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3326                 if (t == type) {
3327                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3328                                             0, first, off);
3329                         off += first;
3330                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3331                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3332                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3333                                             first + n, size - (first + n), off);
3334                         off += size - (first + n);
3335                 } else {
3336                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3337                         off += size;
3338                 }
3339         }
3340         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3341
3342         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3343                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3344         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3345         return res;
3346 }
3347
3348 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3349  * into existentially quantified variables.
3350  */
3351 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3352                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3353                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3354 {
3355         int i;
3356         size_t row_size;
3357         isl_int **new_div;
3358         isl_int *old;
3359
3360         if (n == 0)
3361                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3362
3363         if (!bmap)
3364                 return NULL;
3365
3366         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3367                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3368
3369         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3370                         goto error);
3371
3372         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3373         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3374         if (!bmap)
3375                 return NULL;
3376
3377         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3378         old = bmap->block2.data;
3379         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3380                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3381         if (!bmap->block2.data)
3382                 goto error;
3383         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3384         if (!new_div)
3385                 goto error;
3386         for (i = 0; i < n; ++i) {
3387                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3388                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3389                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3390         }
3391         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3392                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3393         free(bmap->div);
3394         bmap->div = new_div;
3395         bmap->n_div += n;
3396         bmap->extra += n;
3397
3398         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3399         if (!bmap->dim)
3400                 goto error;
3401         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3402         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3403         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3404 error:
3405         isl_basic_map_free(bmap);
3406         return NULL;
3407 }
3408
3409 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3410  * into existentially quantified variables.
3411  */
3412 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3413                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3414 {
3415         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3416                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3417 }
3418
3419 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3420  * into existentially quantified variables.
3421  */
3422 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3423                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3424 {
3425         int i;
3426
3427         if (!map)
3428                 return NULL;
3429
3430         if (n == 0)
3431                 return map_space_reset(map, type);
3432
3433         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3434
3435         map = isl_map_cow(map);
3436         if (!map)
3437                 return NULL;
3438
3439         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3440         if (!map->dim)
3441                 goto error;
3442
3443         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3444                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3445                 if (!map->p[i])
3446                         goto error;
3447         }
3448
3449         return map;
3450 error:
3451         isl_map_free(map);
3452         return NULL;
3453 }
3454
3455 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3456  * into existentially quantified variables.
3457  */
3458 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3459                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3460 {
3461         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3462 }
3463
3464 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3465 {
3466         int i, j;
3467
3468         for (i = 0; i < n; ++i) {
3469                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3470                 if (j < 0)
3471                         goto error;
3472                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3473         }
3474         return bmap;
3475 error:
3476         isl_basic_map_free(bmap);
3477         return NULL;
3478 }
3479
3480 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3481                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3482 {
3483         isl_space *dim_result = NULL;
3484         struct isl_basic_map *bmap;
3485         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3486         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3487
3488         if (!bmap1 || !bmap2)
3489                 goto error;
3490
3491         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3492                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3493
3494         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3495         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3496         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3497         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3498
3499         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3500         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3501         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3502         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3503         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3504         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3505         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3506         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3507         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3508         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3509         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3510
3511         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3512                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3513                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3514                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3515         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3516         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3517         bmap = add_divs(bmap, n);
3518         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3519         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3520         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3521 error:
3522         isl_basic_map_free(bmap1);
3523         isl_basic_map_free(bmap2);
3524         return NULL;
3525 }
3526
3527 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3528                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3529 {
3530         if (!bset || !bmap)
3531                 goto error;
3532
3533         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3534                     goto error);
3535
3536         return (struct isl_basic_set *)
3537                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3538 error:
3539         isl_basic_set_free(bset);
3540         isl_basic_map_free(bmap);
3541         return NULL;
3542 }
3543
3544 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3545                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3546 {
3547         if (!bmap1 || !bmap2)
3548                 goto error;
3549
3550         isl_assert(bmap1->ctx,
3551             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3552         isl_assert(bmap1->ctx,
3553             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3554             goto error);
3555
3556         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3557         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3558         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3559 error:
3560         isl_basic_map_free(bmap1);
3561         isl_basic_map_free(bmap2);
3562         return NULL;
3563 }
3564
3565 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3566  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3567  */
3568 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3569                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3570 {
3571         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3572         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3573         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3574         int i;
3575
3576         if (!bmap1 || !bmap2)
3577                 goto error;
3578
3579         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3580                 goto error);
3581
3582         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3583         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3584         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3585
3586         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3587         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3588         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3589         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3590         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3591         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3592         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3593         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3594         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3595         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3596         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3597
3598         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3599                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3600                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3601                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3602         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3603                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3604                 if (j < 0)
3605                         goto error;
3606                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3607                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3608                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3609                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3610         }
3611         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3612         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3613         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3614
3615         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3616         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3617 error:
3618         isl_basic_map_free(bmap);
3619         isl_basic_map_free(bmap1);
3620         isl_basic_map_free(bmap2);
3621         return NULL;
3622 }
3623
3624 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3625  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3626  */
3627 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3628 {
3629         struct isl_map *result;
3630         int i, j;
3631
3632         if (!map1 || !map2)
3633                 goto error;
3634
3635         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3636
3637         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3638                                 map1->n * map2->n, 0);
3639         if (!result)
3640                 goto error;
3641         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3642                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3643                         struct isl_basic_map *part;
3644                         part = isl_basic_map_sum(
3645                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3646                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3647                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3648                                 isl_basic_map_free(part);
3649                         else
3650                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3651                         if (!result)
3652                                 goto error;
3653                 }
3654         isl_map_free(map1);
3655         isl_map_free(map2);
3656         return result;
3657 error:
3658         isl_map_free(map1);
3659         isl_map_free(map2);
3660         return NULL;
3661 }
3662
3663 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3664         __isl_take isl_set *set2)
3665 {
3666         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3667 }
3668
3669 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3670  */
3671 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3672 {
3673         int i, j;
3674         unsigned off, n;
3675
3676         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3677         if (!bmap)
3678                 return NULL;
3679
3680         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3681         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3682         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3683                 for (j = 0; j < n; ++j)
3684                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3685         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3686                 for (j = 0; j < n; ++j)
3687                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3688         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3689                 for (j = 0; j < n; ++j)
3690                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3691         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3692         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3693 }
3694
3695 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3696 {
3697         return isl_basic_map_neg(bset);
3698 }
3699
3700 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3701  */
3702 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3703 {
3704         int i;
3705
3706         map = isl_map_cow(map);
3707         if (!map)
3708                 return NULL;
3709
3710         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3711                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3712                 if (!map->p[i])
3713                         goto error;
3714         }
3715
3716         return map;
3717 error:
3718         isl_map_free(map);
3719         return NULL;
3720 }
3721
3722 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3723 {
3724         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3725 }
3726
3727 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3728  * A -> floor(f(A)/d).
3729  */
3730 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3731                 isl_int d)
3732 {
3733         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3734         struct isl_basic_map *result = NULL;
3735         struct isl_dim_map *dim_map;
3736         int i;
3737
3738         if (!bmap)
3739                 return NULL;
3740
3741         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3742         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3743         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3744
3745         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3746         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3747         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3748         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3749         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3750         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3751
3752         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3753                         bmap->n_div + n_out,
3754                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3755         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3756         result = add_divs(result, n_out);
3757         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3758                 int j;
3759                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3760                 if (j < 0)
3761                         goto error;
3762                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3763                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3764                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3765                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3766                 if (j < 0)
3767                         goto error;
3768                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3769                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3770                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3771                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3772         }
3773
3774         result = isl_basic_map_simplify(result);
3775         return isl_basic_map_finalize(result);
3776 error:
3777         isl_basic_map_free(result);
3778         return NULL;
3779 }
3780
3781 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3782  * A -> floor(f(A)/d).
3783  */
3784 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3785 {
3786         int i;
3787
3788         map = isl_map_cow(map);
3789         if (!map)
3790                 return NULL;
3791
3792         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3793         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3794         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3795                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3796                 if (!map->p[i])
3797                         goto error;
3798         }
3799
3800         return map;
3801 error:
3802         isl_map_free(map);
3803         return NULL;
3804 }
3805
3806 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3807 {
3808         int i;
3809         unsigned nparam;
3810         unsigned n_in;
3811
3812         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3813         if (i < 0)
3814                 goto error;
3815         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3816         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3817         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3818         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3819         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3820         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3821 error:
3822         isl_basic_map_free(bmap);
3823         return NULL;
3824 }
3825
3826 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3827  */
3828 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3829 {
3830         int i;
3831         unsigned nparam;
3832         unsigned n_in;
3833
3834         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3835         if (i < 0)
3836                 goto error;
3837         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3838         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3839         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3840         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3841         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3842         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3843         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3844 error:
3845         isl_basic_map_free(bmap);
3846         return NULL;
3847 }
3848
3849 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3850  */
3851 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3852         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3853 {
3854         int i;
3855         unsigned nparam;
3856         unsigned n_in;
3857
3858         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3859         if (i < 0)
3860                 goto error;
3861         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3862         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3863         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3864         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3865         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3866         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3867 error:
3868         isl_basic_map_free(bmap);
3869         return NULL;
3870 }
3871
3872 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3873  */
3874 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3875 {
3876         int i;
3877         unsigned nparam;
3878         unsigned n_in;
3879
3880         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3881         if (i < 0)
3882                 goto error;
3883         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3884         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3885         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3886         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3887         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3888         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3889         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3890 error:
3891         isl_basic_map_free(bmap);
3892         return NULL;
3893 }
3894
3895 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3896  */
3897 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3898         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3899 {
3900         int i;
3901         unsigned nparam;
3902         unsigned n_in;
3903
3904         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3905         if (i < 0)
3906                 goto error;
3907         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3908         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3909         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3910         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3911         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3912         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3913 error:
3914         isl_basic_map_free(bmap);
3915         return NULL;
3916 }
3917
3918 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3919         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3920 {
3921         int i;
3922         struct isl_basic_map *bmap;
3923         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3924         if (!bmap)
3925                 return NULL;
3926         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3927                 bmap = var_equal(bmap, i);
3928         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3929 }
3930
3931 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3932  */
3933 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3934         unsigned pos)
3935 {
3936         int i;
3937         struct isl_basic_map *bmap;
3938         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3939         if (!bmap)
3940                 return NULL;
3941         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3942                 bmap = var_equal(bmap, i);
3943         if (bmap)
3944                 bmap = var_less(bmap, pos);
3945         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3946 }
3947
3948 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3949  */
3950 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3951         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3952 {
3953         int i;
3954         isl_basic_map *bmap;
3955
3956         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3957         for (i = 0; i < pos; ++i)
3958                 bmap = var_equal(bmap, i);
3959         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3960         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3961 }
3962
3963 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3964  */
3965 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3966         unsigned pos)
3967 {
3968         int i;
3969         struct isl_basic_map *bmap;
3970         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3971         if (!bmap)
3972                 return NULL;
3973         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3974                 bmap = var_equal(bmap, i);
3975         if (bmap)
3976                 bmap = var_more(bmap, pos);
3977         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3978 }
3979
3980 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3981  */
3982 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3983         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3984 {
3985         int i;
3986         isl_basic_map *bmap;
3987
3988         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3989         for (i = 0; i < pos; ++i)
3990                 bmap = var_equal(bmap, i);
3991         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3992         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3993 }
3994
3995 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3996         unsigned n, int equal)
3997 {
3998         struct isl_map *map;
3999         int i;
4000
4001         if (n == 0 && equal)
4002                 return isl_map_universe(dims);
4003
4004         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4005
4006         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4007                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4008                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4009         if (n > 0) {
4010                 if (equal)
4011                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4012                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4013                 else
4014                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4015                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4016         } else
4017                 isl_space_free(dims);
4018
4019         return map;
4020 }
4021
4022 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4023 {
4024         if (!dims)
4025                 return NULL;
4026         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4027 }
4028
4029 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4030 {
4031         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4032 }
4033
4034 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4035 {
4036         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4037 }
4038
4039 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4040 {
4041         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4042 }
4043
4044 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4045 {
4046         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4047 }
4048
4049 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4050         unsigned n, int equal)
4051 {
4052         struct isl_map *map;
4053         int i;
4054
4055         if (n == 0 && equal)
4056                 return isl_map_universe(dims);
4057
4058         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4059
4060         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4061                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4062                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4063         if (n > 0) {
4064                 if (equal)
4065                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4066                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4067                 else
4068                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4069                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4070         } else
4071                 isl_space_free(dims);
4072
4073         return map;
4074 }
4075
4076 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4077 {
4078         if (!dims)
4079                 return NULL;
4080         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4081 }
4082
4083 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4084 {
4085         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4086 }
4087
4088 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4089 {
4090         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4091 }
4092
4093 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4094 {
4095         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4096 }
4097
4098 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4099 {
4100         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4101 }
4102
4103 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4104         __isl_take isl_set *set2)
4105 {
4106         isl_map *map;
4107         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4108         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4109         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4110         return map;
4111 }
4112
4113 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4114         __isl_take isl_set *set2)
4115 {
4116         isl_map *map;
4117         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4118         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4119         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4120         return map;
4121 }
4122
4123 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4124         __isl_take isl_set *set2)
4125 {
4126         isl_map *map;
4127         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4128         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4129         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4130         return map;
4131 }
4132
4133 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4134         __isl_take isl_set *set2)
4135 {
4136         isl_map *map;
4137         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4138         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4139         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4140         return map;
4141 }
4142
4143 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4144         __isl_take isl_map *map2)
4145 {
4146         isl_map *map;
4147         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4148         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4149         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4150         return map;
4151 }
4152
4153 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4154         __isl_take isl_map *map2)
4155 {
4156         isl_map *map;
4157         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4158         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4159         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4160         return map;
4161 }
4162
4163 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4164         __isl_take isl_map *map2)
4165 {
4166         isl_map *map;
4167         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4168         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4169         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4170         return map;
4171 }
4172
4173 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4174         __isl_take isl_map *map2)
4175 {
4176         isl_map *map;
4177         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4178         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4179         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4180         return map;
4181 }
4182
4183 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4184         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4185 {
4186         struct isl_basic_map *bmap;
4187
4188         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4189         if (!bset || !dim)
4190                 goto error;
4191
4192         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4193         isl_space_free(bset->dim);
4194         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4195         bmap->dim = dim;
4196         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4197 error:
4198         isl_basic_set_free(bset);
4199         isl_space_free(dim);
4200         return NULL;
4201 }
4202
4203 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4204 {
4205         if (!bmap)
4206                 goto error;
4207         if (bmap->dim->n_in == 0)
4208                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4209         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4210         if (!bmap)
4211                 goto error;
4212         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4213         if (!bmap->dim)
4214                 goto error;
4215         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4216         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4217 error:
4218         isl_basic_map_free(bmap);
4219         return NULL;
4220 }
4221
4222 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4223  *
4224  *              f - m d >= 0
4225  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4226  *
4227  * Note that the second constraint is the negation of
4228  *
4229  *              f - m d >= n
4230  */
4231 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4232         unsigned pos, isl_int *div)
4233 {
4234         int i, j;
4235         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4236
4237         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4238         if (i < 0)
4239                 return -1;
4240         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4241         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4242
4243         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4244         if (j < 0)
4245                 return -1;
4246         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4247         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4248         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4249         return j;
4250 }
4251
4252 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4253         unsigned pos, isl_int *div)
4254 {
4255         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4256                                                         pos, div);
4257 }
4258
4259 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4260 {
4261         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4262         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4263
4264         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4265                                                         bmap->div[div]);
4266 }
4267
4268 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4269 {
4270         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4271 }
4272
4273 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4274                 struct isl_basic_map *bmap)
4275 {
4276         if (!bmap)
4277                 goto error;
4278         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4279             bmap->n_div == 0 &&
4280             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4281             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4282                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4283         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4284         if (!bmap)
4285                 goto error;
4286         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4287         if (!bmap->dim)
4288                 goto error;
4289         bmap->extra -= bmap->n_div;
4290         bmap->n_div = 0;
4291         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4292         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4293 error:
4294         isl_basic_map_free(bmap);
4295         return NULL;
4296 }
4297
4298 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4299                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4300 {
4301         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4302 }
4303
4304 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4305         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4306 {
4307         struct isl_basic_map *bmap;
4308         struct isl_ctx *ctx;
4309         unsigned total;
4310         int i;
4311
4312         if (!bset || !like)
4313                 goto error;
4314         ctx = bset->ctx;
4315         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4316         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4317         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4318                         goto error);
4319         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4320                 isl_basic_map_free(like);
4321                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4322         }
4323         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4324         if (!bset)
4325                 goto error;
4326         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4327         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4328         isl_space_free(bmap->dim);
4329         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4330         if (!bmap->dim)
4331                 goto error;
4332         bmap->n_div = like->n_div;
4333         bmap->extra += like->n_div;
4334         if (bmap->extra) {
4335                 unsigned ltotal;
4336                 isl_int **div;
4337                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4338                 if (ltotal > total)
4339                         ltotal = total;
4340                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4341                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4342                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4343                         goto error;
4344                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4345                 if (!div)
4346                         goto error;
4347                 bmap->div = div;
4348                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4349                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4350                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4351                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4352                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4353                 }
4354                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4355                                                         0, 2 * like->n_div);
4356                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4357                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4358                                 continue;
4359                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4360                                 goto error;
4361                 }
4362         }
4363         isl_basic_map_free(like);
4364         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4365         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4366         return bmap;
4367 error:
4368         isl_basic_map_free(like);
4369         isl_basic_set_free(bset);
4370         return NULL;
4371 }
4372
4373 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4374         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4375 {
4376         return (struct isl_basic_set *)
4377                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4378 }
4379
4380 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4381         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4382 {
4383         int i;
4384
4385         if (!set || !like)
4386                 goto error;
4387         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4388                     goto error);
4389         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4390                 isl_basic_set_free(like);
4391                 return set;
4392         }
4393         set = isl_set_cow(set);
4394         if (!set)
4395                 goto error;
4396         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4397                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4398                                                       isl_basic_set_copy(like));
4399                 if (!set->p[i])
4400                         goto error;
4401         }
4402         isl_space_free(set->dim);
4403         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4404         if (!set->dim)
4405                 goto error;
4406         isl_basic_set_free(like);
4407         return set;
4408 error:
4409         isl_basic_set_free(like);
4410         isl_set_free(set);
4411         return NULL;
4412 }
4413
4414 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4415 {
4416         int i;
4417
4418         map = isl_map_cow(map);
4419         if (!map)
4420                 return NULL;
4421         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4422         if (!map->dim)
4423                 goto error;
4424
4425         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4426                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4427                                 goto error);
4428         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4429                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4430                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4431                 if (!map->p[i])
4432                         goto error;
4433         }
4434         if (map->n == 0)
4435                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4436         else {
4437                 isl_space_free(map->dim);
4438                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4439         }
4440         if (!map->dim)
4441                 goto error;
4442         return (struct isl_set *)map;
4443 error:
4444         isl_map_free(map);
4445         return NULL;
4446 }
4447
4448 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4449 {
4450         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4451 }
4452
4453 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4454         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4455 {
4456         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4457         if (!bmap || !dim)
4458                 goto error;
4459
4460         isl_space_free(bmap->dim);
4461         bmap->dim = dim;
4462
4463         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4464
4465         return bmap;
4466 error:
4467         isl_basic_map_free(bmap);
4468         isl_space_free(dim);
4469         return NULL;
4470 }
4471
4472 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4473         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4474 {
4475         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4476                                                         dim);
4477 }
4478
4479 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4480         __isl_take isl_space *dim)
4481 {
4482         int i;
4483
4484         map = isl_map_cow(map);
4485         if (!map || !dim)
4486                 goto error;
4487
4488         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4489                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4490                                                     isl_space_copy(dim));
4491                 if (!map->p[i])
4492                         goto error;
4493         }
4494         isl_space_free(map->dim);
4495         map->dim = dim;
4496
4497         return map;
4498 error:
4499         isl_map_free(map);
4500         isl_space_free(dim);
4501         return NULL;
4502 }
4503
4504 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4505         __isl_take isl_space *dim)
4506 {
4507         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4508 }
4509
4510 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4511  */
4512 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4513 {
4514         isl_space *space;
4515         unsigned n;
4516
4517         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4518                 return bset;
4519
4520         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4521         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4522         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4523         space = isl_space_params(space);
4524         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4525         return bset;
4526 }
4527
4528 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4529  */
4530 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4531         __isl_take isl_basic_set *bset)
4532 {
4533         isl_space *space;
4534         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4535         space = isl_space_set_from_params(space);
4536         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4537         return bset;
4538 }
4539
4540 /* Compute the parameter domain of the given set.
4541  */
4542 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4543 {
4544         isl_space *space;
4545         unsigned n;
4546
4547         if (isl_set_is_params(set))
4548                 return set;
4549
4550         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4551         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4552         space = isl_set_get_space(set);
4553         space = isl_space_params(space);
4554         set = isl_set_reset_space(set, space);
4555         return set;
4556 }
4557
4558 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4559  */
4560 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4561 {
4562         isl_space *space;
4563         space = isl_set_get_space(set);
4564         space = isl_space_set_from_params(space);
4565         set = isl_set_reset_space(set, space);
4566         return set;
4567 }
4568
4569 /* Compute the parameter domain of the given map.
4570  */
4571 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4572 {
4573         isl_space *space;
4574         unsigned n;
4575
4576         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4577         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4578         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4579         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4580         space = isl_map_get_space(map);
4581         space = isl_space_params(space);
4582         map = isl_map_reset_space(map, space);
4583         return map;
4584 }
4585
4586 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4587 {
4588         isl_space *dim;
4589         struct isl_basic_set *domain;
4590         unsigned n_in;
4591         unsigned n_out;
4592
4593         if (!bmap)
4594                 return NULL;
4595         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4596
4597         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4598         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4599         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4600         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4601
4602         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4603
4604         return domain;
4605 }
4606
4607 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4608 {
4609         if (!bmap)
4610                 return -1;
4611         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4612 }
4613
4614 /* Is this basic map actually a set?
4615  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4616  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4617  */
4618 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4619 {
4620         if (!bmap)
4621                 return -1;
4622         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4623 }
4624
4625 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4626 {
4627         if (!bmap)
4628                 return NULL;
4629         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4630                 return bmap;
4631         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4632 }
4633
4634 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4635         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4636 {
4637         int i, k;
4638         isl_space *dim;
4639         isl_basic_map *domain;
4640         int nparam, n_in, n_out;
4641         unsigned total;
4642
4643         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4644         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4645         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4646
4647         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4648         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4649
4650         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4651         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4652         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4653
4654         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4655
4656         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4657                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4658                 if (k < 0)
4659                         goto error;
4660                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4661                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4662                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4663         }
4664
4665         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4666         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4667 error:
4668         isl_basic_map_free(bmap);
4669         return NULL;
4670 }
4671
4672 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4673         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4674 {
4675         int i, k;
4676         isl_space *dim;
4677         isl_basic_map *range;
4678         int nparam, n_in, n_out;
4679         unsigned total;
4680
4681         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4682         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4683         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4684
4685         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4686         range = isl_basic_map_universe(dim);
4687
4688         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4689         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4690         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4691
4692         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4693
4694         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4695                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4696                 if (k < 0)
4697                         goto error;
4698                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4699                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4700                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4701         }
4702
4703         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4704         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4705 error:
4706         isl_basic_map_free(bmap);
4707         return NULL;
4708 }
4709
4710 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4711 {
4712         if (!map)
4713                 return -1;
4714         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4715 }
4716
4717 /* Is this map actually a set?
4718  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4719  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4720  */
4721 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4722 {
4723         if (!map)
4724                 return -1;
4725         return isl_space_is_set(map->dim);
4726 }
4727
4728 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4729 {
4730         int i;
4731         struct isl_set *set;
4732
4733         if (!map)
4734                 goto error;
4735         if (isl_map_is_set(map))
4736                 return (isl_set *)map;
4737
4738         map = isl_map_cow(map);
4739         if (!map)
4740                 goto error;
4741
4742         set = (struct isl_set *) map;
4743         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4744         if (!set->dim)
4745                 goto error;
4746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4747                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4748                 if (!set->p[i])
4749                         goto error;
4750         }
4751         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4752         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4753         return set;
4754 error:
4755         isl_map_free(map);
4756         return NULL;
4757 }
4758
4759 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4760 {
4761         int i;
4762         isl_space *domain_dim;
4763
4764         map = isl_map_cow(map);
4765         if (!map)
4766                 return NULL;
4767
4768         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4769         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4770         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4771         if (!map->dim)
4772                 goto error;
4773         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4774                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4775                 if (!map->p[i])
4776                         goto error;
4777         }
4778         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4779         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4780         return map;
4781 error:
4782         isl_map_free(map);
4783         return NULL;
4784 }
4785
4786 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4787 {
4788         int i;
4789         isl_space *range_dim;
4790
4791         map = isl_map_cow(map);
4792         if (!map)
4793                 return NULL;
4794
4795         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4796         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4797         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4798         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4799         if (!map->dim)
4800                 goto error;
4801         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4802                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4803                 if (!map->p[i])
4804                         goto error;
4805         }
4806         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4807         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4808         return map;
4809 error:
4810         isl_map_free(map);
4811         return NULL;
4812 }
4813
4814 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4815         __isl_take isl_space *dim)
4816 {
4817         int i;
4818         struct isl_map *map = NULL;
4819
4820         set = isl_set_cow(set);
4821         if (!set || !dim)
4822                 goto error;
4823         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4824         map = (struct isl_map *)set;
4825         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4826                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4827                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4828                 if (!map->p[i])
4829                         goto error;
4830         }
4831         isl_space_free(map->dim);
4832         map->dim = dim;
4833         return map;
4834 error:
4835         isl_space_free(dim);
4836         isl_set_free(set);
4837         return NULL;
4838 }
4839
4840 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4841         __isl_take isl_basic_set *bset)
4842 {
4843         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4844 }
4845
4846 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4847         __isl_take isl_basic_set *bset)
4848 {
4849         isl_space *space;
4850         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4851         space = isl_space_from_range(space);
4852         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4853         return (isl_basic_map *)bset;
4854 }
4855
4856 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4857 {
4858         isl_space *space;
4859         space = isl_set_get_space(set);
4860         space = isl_space_from_range(space);
4861         set = isl_set_reset_space(set, space);
4862         return (struct isl_map *)set;
4863 }
4864
4865 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4866 {
4867         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4868 }
4869
4870 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4871         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4872 {
4873         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4874 }
4875
4876 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4877         __isl_take isl_set *range)
4878 {
4879         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4880 }
4881
4882 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4883 {
4884         int i;
4885         struct isl_set *set = NULL;
4886
4887         if (!map)
4888                 return NULL;
4889         map = isl_map_cow(map);
4890         if (!map)
4891                 return NULL;
4892         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4893         if (!map->dim)
4894                 goto error;
4895         set = (struct isl_set *)map;
4896         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4897                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4898                 if (!set->p[i])
4899                         goto error;
4900         }
4901         return set;
4902 error:
4903         isl_map_free(map);
4904         return NULL;
4905 }
4906
4907 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4908         unsigned flags)
4909 {
4910         struct isl_map *map;
4911
4912         if (!dim)
4913                 return NULL;
4914         if (n < 0)
4915                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4916                         "negative number of basic maps", goto error);
4917         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4918                         sizeof(struct isl_map) +
4919                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4920         if (!map)
4921                 goto error;
4922
4923         map->ctx = dim->ctx;
4924         isl_ctx_ref(map->ctx);
4925         map->ref = 1;
4926         map->size = n;
4927         map->n = 0;
4928         map->dim = dim;
4929         map->flags = flags;
4930         return map;
4931 error:
4932         isl_space_free(dim);
4933         return NULL;
4934 }
4935
4936 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4937                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4938                 unsigned flags)
4939 {
4940         struct isl_map *map;
4941         isl_space *dims;
4942
4943         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4944         if (!dims)
4945                 return NULL;
4946
4947         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4948         return map;
4949 }
4950
4951 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4952 {
4953         struct isl_basic_map *bmap;
4954         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4955         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4956         return bmap;
4957 }
4958
4959 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4960 {
4961         struct isl_basic_set *bset;
4962         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4963         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4964         return bset;
4965 }
4966
4967 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4968 {
4969         struct isl_basic_map *bmap;
4970         if (!model)
4971                 return NULL;
4972         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4973         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4974         return bmap;
4975 }
4976
4977 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4978 {
4979         struct isl_basic_map *bmap;
4980         if (!model)
4981                 return NULL;
4982         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4983         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4984         return bmap;
4985 }
4986
4987 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4988 {
4989         struct isl_basic_set *bset;
4990         if (!model)
4991                 return NULL;
4992         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4993         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4994         return bset;
4995 }
4996
4997 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4998 {
4999         struct isl_basic_map *bmap;
5000         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5001         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5002         return bmap;
5003 }
5004
5005 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5006 {
5007         struct isl_basic_set *bset;
5008         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5009         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5010         return bset;
5011 }
5012
5013 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5014 {
5015         int i;
5016         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5017         isl_basic_map *bmap;
5018
5019         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5020         for (i = 0; i < total; ++i) {
5021                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5022                 if (k < 0)
5023                         goto error;
5024                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5025                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5026         }
5027         return bmap;
5028 error:
5029         isl_basic_map_free(bmap);
5030         return NULL;
5031 }
5032
5033 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5034 {
5035         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5036 }
5037
5038 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5039 {
5040         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5041 }
5042
5043 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5044 {
5045         return isl_map_nat_universe(dim);
5046 }
5047
5048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5049                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5050 {
5051         if (!model)
5052                 return NULL;
5053         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5054 }
5055
5056 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5057 {
5058         if (!model)
5059                 return NULL;
5060         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5061 }
5062
5063 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5064         __isl_keep isl_set *model)
5065 {
5066         if (!model)
5067                 return NULL;
5068         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5069 }
5070
5071 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5072 {
5073         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5074 }
5075
5076 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5077 {
5078         if (!model)
5079                 return NULL;
5080         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5081 }
5082
5083 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5084 {
5085         if (!model)
5086                 return NULL;
5087         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5088 }
5089
5090 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5091 {
5092         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5093 }
5094
5095 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5096 {
5097         if (!model)
5098                 return NULL;
5099         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5100 }
5101
5102 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5103 {
5104         struct isl_map *map;
5105         if (!dim)
5106                 return NULL;
5107         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5108         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5109         return map;
5110 }
5111
5112 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5113 {
5114         struct isl_set *set;
5115         if (!dim)
5116                 return NULL;
5117         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5118         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5119         return set;
5120 }
5121
5122 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5123 {
5124         if (!model)
5125                 return NULL;
5126         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5127 }
5128
5129 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5130 {
5131         int i;
5132         struct isl_map *dup;
5133
5134         if (!map)
5135                 return NULL;
5136         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5137         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5138                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5139         return dup;
5140 }
5141
5142 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5143                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5144 {
5145         if (!bmap || !map)
5146                 goto error;
5147         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5148                 isl_basic_map_free(bmap);
5149                 return map;
5150         }
5151         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5152         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5153         map->p[map->n] = bmap;
5154         map->n++;
5155         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5156         return map;
5157 error:
5158         if (map)
5159                 isl_map_free(map);
5160         if (bmap)
5161                 isl_basic_map_free(bmap);
5162         return NULL;
5163 }
5164
5165 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5166 {
5167         int i;
5168
5169         if (!map)
5170                 return NULL;
5171
5172         if (--map->ref > 0)
5173                 return NULL;
5174
5175         isl_ctx_deref(map->ctx);
5176         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5177                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5178         isl_space_free(map->dim);
5179         free(map);
5180
5181         return NULL;
5182 }
5183
5184 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5185                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5186 {
5187         int i;
5188
5189         base = isl_map_cow(base);
5190         if (!base)
5191                 return NULL;
5192
5193         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5194         if (!base->dim)
5195                 goto error;
5196         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5197                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5198                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5199                 if (!base->p[i])
5200                         goto error;
5201         }
5202         return base;
5203 error:
5204         isl_map_free(base);
5205         return NULL;
5206 }
5207
5208 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5209                 unsigned nparam, unsigned dim)
5210 {
5211         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5212                                                         nparam, 0, dim);
5213 }
5214
5215 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5216         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5217 {
5218         int j;
5219
5220         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5221         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5222         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5223         if (j < 0)
5224                 goto error;
5225         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5226         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5227         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5228         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5229         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5230 error:
5231         isl_basic_map_free(bmap);
5232         return NULL;
5233 }
5234
5235 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5236         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5237 {
5238         int j;
5239
5240         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5241         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5242         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5243         if (j < 0)
5244                 goto error;
5245         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5246         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5247         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5248         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5249         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5250 error:
5251         isl_basic_map_free(bmap);
5252         return NULL;
5253 }
5254
5255 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5256                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5257 {
5258         if (!bmap)
5259                 return NULL;
5260         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5261         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5262                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5263 error:
5264         isl_basic_map_free(bmap);
5265         return NULL;
5266 }
5267
5268 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5269                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5270 {
5271         if (!bmap)
5272                 return NULL;
5273         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5274         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5275                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5276 error:
5277         isl_basic_map_free(bmap);
5278         return NULL;
5279 }
5280
5281 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5282                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5283 {
5284         return (struct isl_basic_set *)
5285                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5286                                         type, pos, value);
5287 }
5288
5289 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5290                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5291 {
5292         return (struct isl_basic_set *)
5293                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5294                                         type, pos, value);
5295 }
5296
5297 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5298                 unsigned input, int value)
5299 {
5300         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5301 }
5302
5303 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5304                 unsigned dim, int value)
5305 {
5306         return (struct isl_basic_set *)
5307                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5308                                         isl_dim_set, dim, value);
5309 }
5310
5311 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5312 {
5313         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5314
5315         if (empty < 0)
5316                 return -1;
5317         if (!empty)
5318                 return 0;
5319
5320         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5321         if (i != map->n - 1) {
5322                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5323                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5324         }
5325         map->n--;
5326
5327         return 0;
5328 }
5329
5330 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5331                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5332 {
5333         int i;
5334
5335         map = isl_map_cow(map);
5336         if (!map)
5337                 return NULL;
5338
5339         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5340         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5341                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5342                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5343                         goto error;
5344         }
5345         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5346         return map;
5347 error:
5348         isl_map_free(map);
5349         return NULL;
5350 }
5351
5352 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5353                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5354 {
5355         return (struct isl_set *)
5356                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5357 }
5358
5359 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5360                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5361 {
5362         int i;
5363
5364         map = isl_map_cow(map);
5365         if (!map)
5366                 return NULL;
5367
5368         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5369         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5370                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5371                 if (!map->p[i])
5372                         goto error;
5373         }
5374         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5375         return map;
5376 error:
5377         isl_map_free(map);
5378         return NULL;
5379 }
5380
5381 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5382                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5383 {
5384         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5385 }
5386
5387 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5388                 unsigned input, int value)
5389 {
5390         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5391 }
5392
5393 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5394 {
5395         return (struct isl_set *)
5396                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5397 }
5398
5399 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5400         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5401         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5402 {
5403         int j;
5404
5405         if (!bmap)
5406                 return NULL;
5407         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5408         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5409         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5410         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5411         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5412         if (j < 0)
5413                 goto error;
5414         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5415         if (upper) {
5416                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5417                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5418         } else {
5419                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5420                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5421         }
5422         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5423         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5424 error:
5425         isl_basic_map_free(bmap);
5426         return NULL;
5427 }
5428
5429 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5430         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5431         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5432 {
5433         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5434 }
5435
5436 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5437  */
5438 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5439         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5440         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5441 {
5442         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5443 }
5444
5445 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5446         unsigned dim, isl_int value)
5447 {
5448         int j;
5449
5450         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5451         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5452         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5453         if (j < 0)
5454                 goto error;
5455         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5456         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5457         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5458         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5459         return isl_basic_set_finalize(bset);
5460 error:
5461         isl_basic_set_free(bset);
5462         return NULL;
5463 }
5464
5465 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5466         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5467 {
5468         int i;
5469
5470         map = isl_map_cow(map);
5471         if (!map)
5472                 return NULL;
5473
5474         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5475         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5476                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5477                                                  type, pos, value, upper);
5478                 if (!map->p[i])
5479                         goto error;
5480         }
5481         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5482         return map;
5483 error:
5484         isl_map_free(map);
5485         return NULL;
5486 }
5487
5488 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5489         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5490 {
5491         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5492 }
5493
5494 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5495         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5496 {
5497         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5498 }
5499
5500 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5501                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5502 {
5503         return (struct isl_set *)
5504                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5505 }
5506
5507 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5508         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5509 {
5510         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5511 }
5512
5513 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5514  * is set) to "value".
5515  */
5516 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5517         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5518         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5519 {
5520         int j;
5521
5522         if (!bmap)
5523                 return NULL;
5524         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5525                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5526                         "index out of bounds", goto error);
5527         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5528         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5529         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5530         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5531         if (j < 0)
5532                 goto error;
5533         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5534         if (upper) {
5535                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5536                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5537         } else {
5538                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5539                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5540         }
5541         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5542         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5543 error:
5544         isl_basic_map_free(bmap);
5545         return NULL;
5546 }
5547
5548 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5549  * is set) to "value".
5550  */
5551 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5552         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5553 {
5554         int i;
5555
5556         map = isl_map_cow(map);
5557         if (!map)
5558                 return NULL;
5559
5560         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5561                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5562                         "index out of bounds", goto error);
5563         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5564                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5565                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5566                         goto error;
5567         }
5568         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5569         return map;
5570 error:
5571         isl_map_free(map);
5572         return NULL;
5573 }
5574
5575 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5576         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5577 {
5578         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5579 }
5580
5581 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5582         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5583 {
5584         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5585 }
5586
5587 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5588         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5589 {
5590         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5591 }
5592
5593 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5595 {
5596         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5597 }
5598
5599 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5600                                         isl_int value)
5601 {
5602         int i;
5603
5604         set = isl_set_cow(set);
5605         if (!set)
5606                 return NULL;
5607
5608         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5609         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5610                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5611                 if (!set->p[i])
5612                         goto error;
5613         }
5614         return set;
5615 error:
5616         isl_set_free(set);
5617         return NULL;
5618 }
5619
5620 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5621 {
5622         int i;
5623
5624         map = isl_map_cow(map);
5625         if (!map)
5626                 return NULL;
5627
5628         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5629         if (!map->dim)
5630                 goto error;
5631         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5632                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5633                 if (!map->p[i])
5634                         goto error;
5635         }
5636         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5637         return map;
5638 error:
5639         isl_map_free(map);
5640         return NULL;
5641 }
5642
5643 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5644                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5645                 struct isl_set **empty, int max)
5646 {
5647         if (!bmap)
5648                 goto error;
5649         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5650                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5651         else
5652                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5653 error:
5654         isl_basic_map_free(bmap);
5655         isl_basic_set_free(dom);
5656         if (empty)
5657                 *empty = NULL;
5658         return NULL;
5659 }
5660
5661 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5662                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5663                 struct isl_set **empty)
5664 {
5665         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5666 }
5667
5668 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5669                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5670                 struct isl_set **empty)
5671 {
5672         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5673 }
5674
5675 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5676                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5677                 struct isl_set **empty)
5678 {
5679         return (struct isl_set *)
5680                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5681                         dom, empty);
5682 }
5683
5684 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5685                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5686                 struct isl_set **empty)
5687 {
5688         return (struct isl_set *)
5689                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5690                         dom, empty);
5691 }
5692
5693 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5694         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5695         __isl_give isl_set **empty)
5696 {
5697         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5698 }
5699
5700 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5701         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5702         __isl_give isl_set **empty)
5703 {
5704         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5705 }
5706
5707 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5708         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5709         __isl_give isl_set **empty)
5710 {
5711         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5712 }
5713
5714 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5715         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5716         __isl_give isl_set **empty)
5717 {
5718         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5719 }
5720
5721 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5722         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5723 {
5724         isl_basic_set *dom = NULL;
5725         isl_space *dom_space;
5726
5727         if (!bmap)
5728                 goto error;
5729         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5730         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5731         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5732 error:
5733         isl_basic_map_free(bmap);
5734         return NULL;
5735 }
5736
5737 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5738         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5739 {
5740         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5741 }
5742
5743 #undef TYPE
5744 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5745 #undef SUFFIX
5746 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5747 #undef EMPTY
5748 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5749 #undef ADD
5750 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5751 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5752
5753 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5754  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5755  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5756  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5757  *
5758  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5759  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5760  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5761  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5762  * update both "res" and "todo".
5763  */
5764 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5765         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5766         __isl_give isl_set **empty, int max)
5767 {
5768         int i;
5769         isl_pw_multi_aff *res;
5770         isl_set *todo;
5771
5772         if (!map || !dom)
5773                 goto error;
5774
5775         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5776                 if (empty)
5777                         *empty = dom;
5778                 else
5779                         isl_set_free(dom);
5780                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5781         }
5782
5783         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5784                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5785                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5786
5787         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5788                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5789                 isl_set *todo_i;
5790
5791                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5792                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5793                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5794
5795                 if (max)
5796                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5797                 else
5798                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5799
5800                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5801         }
5802
5803         isl_set_free(dom);
5804         isl_map_free(map);
5805
5806         if (empty)
5807                 *empty = todo;
5808         else
5809                 isl_set_free(todo);
5810
5811         return res;
5812 error:
5813         if (empty)
5814                 *empty = NULL;
5815         isl_set_free(dom);
5816         isl_map_free(map);
5817         return NULL;
5818 }
5819
5820 #undef TYPE
5821 #define TYPE    isl_map
5822 #undef SUFFIX
5823 #define SUFFIX
5824 #undef EMPTY
5825 #define EMPTY   isl_map_empty
5826 #undef ADD
5827 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5828 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5829
5830 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5831  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
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  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5841  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5842  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5843  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5844  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5845  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5846  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5847  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5848  * for the ith basic map, i.e.,
5849  *
5850  *      todo^i = todo^k * todo_i
5851  *
5852  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5853  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5854  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5855  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5856  * the lexicographic order.)
5857  * In practice, we compute
5858  *
5859  *      res^k * (res_i . "<=")
5860  *
5861  * and
5862  *
5863  *      res_i * (res^k . "<")
5864  *
5865  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5866  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5867  * that one, i.e.,
5868  *
5869  *      res^k * todo_i
5870  * and
5871  *      res_i * todo^k
5872  *
5873  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5874  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5875  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5876  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5877  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5878  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5879  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5880  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5881  * the previous basic maps.
5882  */
5883 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5884                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5885                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5886 {
5887         int i;
5888         struct isl_map *res;
5889         struct isl_set *todo;
5890
5891         if (!map || !dom)
5892                 goto error;
5893
5894         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5895                 if (empty)
5896                         *empty = dom;
5897                 else
5898                         isl_set_free(dom);
5899                 return map;
5900         }
5901
5902         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5903                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5904
5905         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5906                 isl_map *lt, *le;
5907                 isl_map *res_i;
5908                 isl_set *todo_i;
5909                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5910
5911                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5912                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5913
5914                 if (max) {
5915                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5916                         le = isl_map_lex_le(dim);
5917                 } else {
5918                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5919                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5920                 }
5921                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5922                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5923                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5924                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5925
5926                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5927                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5928                                                         isl_set_copy(todo_i));
5929                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5930                                                         isl_set_copy(todo));
5931                 }
5932
5933                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5934                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5935                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5936
5937                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5938         }
5939
5940         isl_set_free(dom);
5941         isl_map_free(map);
5942
5943         if (empty)
5944                 *empty = todo;
5945         else
5946                 isl_set_free(todo);
5947
5948         return res;
5949 error:
5950         if (empty)
5951                 *empty = NULL;
5952         isl_set_free(dom);
5953         isl_map_free(map);
5954         return NULL;
5955 }
5956
5957 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5958                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5959                 __isl_give isl_set **empty)
5960 {
5961         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5962 }
5963
5964 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5965                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5966                 __isl_give isl_set **empty)
5967 {
5968         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5969 }
5970
5971 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5972                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5973                 __isl_give isl_set **empty)
5974 {
5975         return (struct isl_set *)
5976                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5977                         dom, empty);
5978 }
5979
5980 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5981                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5982                 __isl_give isl_set **empty)
5983 {
5984         return (struct isl_set *)
5985                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5986                         dom, empty);
5987 }
5988
5989 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5990 {
5991         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5992         isl_space *dom_dim;
5993
5994         if (!bmap)
5995                 goto error;
5996         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5997         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5998         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5999 error:
6000         isl_basic_map_free(bmap);
6001         return NULL;
6002 }
6003
6004 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6005 {
6006         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6007 }
6008
6009 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6010 {
6011         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6012 }
6013
6014 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6015 {
6016         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6017 }
6018
6019 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6020 {
6021         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6022 }
6023
6024 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6025 {
6026         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6027 }
6028
6029 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6030 {
6031         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6032 }
6033
6034 /* Extract the first and only affine expression from list
6035  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6036  * This domain is known to be disjoint from other domains
6037  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6038  */
6039 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6040         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6041 {
6042         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6043         isl_aff *aff;
6044         isl_pw_aff **pwaff = user;
6045         isl_pw_aff *pwaff_i;
6046
6047         if (!list)
6048                 goto error;
6049         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6050                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6051                         "expecting single element list", goto error);
6052
6053         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6054         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6055
6056         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6057
6058         isl_aff_list_free(list);
6059
6060         return 0;
6061 error:
6062         isl_basic_set_free(dom);
6063         isl_aff_list_free(list);
6064         return -1;
6065 }
6066
6067 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6068  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6069  *
6070  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6071  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6072  */
6073 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6074         int max)
6075 {
6076         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6077         isl_pw_aff *pwaff;
6078         int r;
6079
6080         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6081         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6082         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6083
6084         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6085         if (r < 0)
6086                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6087
6088         return pwaff;
6089 }
6090
6091 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6092  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6093  * but independently of the other output dimensions.
6094  *
6095  * We first project out the other output dimension and then compute
6096  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6097  * using isl_pw_aff_union_max.
6098  */
6099 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6100         int max)
6101 {
6102         int i;
6103         isl_pw_aff *pwaff;
6104         unsigned n_out;
6105
6106         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6107         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6108         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6109         if (!map)
6110                 return NULL;
6111
6112         if (map->n == 0) {
6113                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6114                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6115                 isl_map_free(map);
6116                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6117         }
6118
6119         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6120         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6121                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6122
6123                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6124                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6125         }
6126
6127         isl_map_free(map);
6128
6129         return pwaff;
6130 }
6131
6132 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6133  * parameters and input dimensions, but independently of
6134  * the other output dimensions.
6135  */
6136 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6137 {
6138         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6139 }
6140
6141 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6142  * as a function of the parameters,
6143  * but independently of the other set dimensions.
6144  */
6145 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6146         int max)
6147 {
6148         return map_dim_opt(set, pos, max);
6149 }
6150
6151 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6152  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6153  */
6154 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6155 {
6156         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6157 }
6158
6159 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6160  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6161  */
6162 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6163 {
6164         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6165 }
6166
6167 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6168  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6169  */
6170 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6171         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6172 {
6173         unsigned nparam;
6174
6175         if (!bset || !mat)
6176                 goto error;
6177
6178         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6179         if (!bset->dim)
6180                 goto error;
6181
6182         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6183
6184         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6185
6186         bset->dim->nparam = 0;
6187         bset->dim->n_out = nparam;
6188         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6189         if (bset) {
6190                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6191                 bset->dim->n_out = 0;
6192         }
6193         return bset;
6194 error:
6195         isl_mat_free(mat);
6196         isl_basic_set_free(bset);
6197         return NULL;
6198 }
6199
6200 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6201  * set is assumed to have only parameters and divs.
6202  */
6203 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6204         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6205 {
6206         isl_space *dim = NULL;
6207         unsigned nparam;
6208
6209         if (!set || !mat)
6210                 goto error;
6211
6212         dim = isl_space_copy(set->dim);
6213         dim = isl_space_cow(dim);
6214         if (!dim)
6215                 goto error;
6216
6217         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6218
6219         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6220
6221         dim->nparam = 0;
6222         dim->n_out = nparam;
6223         isl_set_reset_space(set, dim);
6224         set = isl_set_preimage(set, mat);
6225         if (!set)
6226                 goto error2;
6227         dim = isl_space_copy(set->dim);
6228         dim = isl_space_cow(dim);
6229         if (!dim)
6230                 goto error2;
6231         dim->nparam = dim->n_out;
6232         dim->n_out = 0;
6233         isl_set_reset_space(set, dim);
6234         return set;
6235 error:
6236         isl_space_free(dim);
6237         isl_mat_free(mat);
6238 error2:
6239         isl_set_free(set);
6240         return NULL;
6241 }
6242
6243 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6244  * equalities in "eq".
6245  */
6246 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6247         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6248 {
6249         int i, k;
6250         unsigned len;
6251
6252         if (!bset || !eq)
6253                 goto error;
6254
6255         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6256                                         eq->n_row, 0);
6257         if (!bset)
6258                 goto error;
6259
6260         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6261         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6262                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6263                 if (k < 0)
6264                         goto error;
6265                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6266                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6267         }
6268         isl_mat_free(eq);
6269
6270         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6271         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6272
6273         return bset;
6274 error:
6275         isl_mat_free(eq);
6276         isl_basic_set_free(bset);
6277         return NULL;
6278 }
6279
6280 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6281  * equalities in "eq".
6282  */
6283 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6284         struct isl_mat *eq)
6285 {
6286         int i;
6287
6288         if (!set || !eq)
6289                 goto error;
6290
6291         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6292                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6293                                         isl_mat_copy(eq));
6294                 if (!set->p[i])
6295                         goto error;
6296         }
6297         isl_mat_free(eq);
6298         return set;
6299 error:
6300         isl_mat_free(eq);
6301         isl_set_free(set);
6302         return NULL;
6303 }
6304
6305 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6306  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6307  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6308  * The output has the same parameters, but only
6309  * explicit existentially quantified variables.
6310  *
6311  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6312  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6313  * among the parameters by performing a variable compression on
6314  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6315  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6316  */
6317 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6318 {
6319         int i, j;
6320         struct isl_mat *eq;
6321         struct isl_mat *T, *T2;
6322         struct isl_set *set;
6323         unsigned nparam, n_div;
6324
6325         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6326         if (!bset)
6327                 return NULL;
6328
6329         if (bset->n_eq == 0)
6330                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6331
6332         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6333
6334         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6335         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6336
6337         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6338                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6339                         ++i;
6340         }
6341         if (i == bset->n_eq)
6342                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6343
6344         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6345                 0, 1 + nparam);
6346         eq = isl_mat_cow(eq);
6347         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6348         if (T && T->n_col == 0) {
6349                 isl_mat_free(T);
6350                 isl_mat_free(T2);
6351                 isl_mat_free(eq);
6352                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6353                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6354         }
6355         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6356
6357         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6358         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6359         set = set_append_equalities(set, eq);
6360         return set;
6361 }
6362
6363 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6364  * quantified variables.
6365  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6366  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6367  * no input or output dimensions and the dimension specification
6368  * is reset to that of the input.
6369  */
6370 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6371 {
6372         struct isl_basic_set *bset;
6373         struct isl_set *set;
6374         struct isl_map *map;
6375         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6376         unsigned         nparam;
6377         unsigned         n_in;
6378         unsigned         n_out;
6379
6380         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6381         if (!bmap)
6382                 return NULL;
6383
6384         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6385         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6386         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6387         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6388         if (!dim)
6389                 goto error;
6390
6391         orig_dim = bmap->dim;
6392         bmap->dim = dim;
6393         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6394
6395         set = parameter_compute_divs(bset);
6396         map = (struct isl_map *)set;
6397         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6398
6399         return map;
6400 error:
6401         isl_basic_map_free(bmap);
6402         return NULL;
6403 }
6404
6405 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6406 {
6407         int i;
6408         unsigned off;
6409
6410         if (!bmap)
6411                 return -1;
6412
6413         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6414         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6415                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6416                         return 0;
6417                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6418                                 return -1);
6419         }
6420         return 1;
6421 }
6422
6423 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6424 {
6425         int i;
6426
6427         if (!map)
6428                 return -1;
6429
6430         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6431                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6432                 if (known <= 0)
6433                         return known;
6434         }
6435
6436         return 1;
6437 }
6438
6439 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6440  * expressions for them.  However, this computation may be
6441  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6442  * strictly needed.
6443  */
6444 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6445 {
6446         int known;
6447         struct isl_map *map;
6448
6449         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6450         if (known < 0)
6451                 goto error;
6452         if (known)
6453                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6454
6455         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6456
6457         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6458         if (known < 0)
6459                 goto error;
6460         if (known)
6461                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6462
6463         map = compute_divs(bmap);
6464         return map;
6465 error:
6466         isl_basic_map_free(bmap);
6467         return NULL;
6468 }
6469
6470 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6471 {
6472         int i;
6473         int known;
6474         struct isl_map *res;
6475
6476         if (!map)
6477                 return NULL;
6478         if (map->n == 0)
6479                 return map;
6480
6481         known = map_divs_known(map);
6482         if (known < 0) {
6483                 isl_map_free(map);
6484                 return NULL;
6485         }
6486         if (known)
6487                 return map;
6488
6489         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6490         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6491                 struct isl_map *r2;
6492                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6493                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6494                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6495                 else
6496                         res = isl_map_union(res, r2);
6497         }
6498         isl_map_free(map);
6499
6500         return res;
6501 }
6502
6503 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6504 {
6505         return (struct isl_set *)
6506                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6507 }
6508
6509 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6510 {
6511         return (struct isl_set *)
6512                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6513 }
6514
6515 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6516 {
6517         int i;
6518         struct isl_set *set;
6519
6520         if (!map)
6521                 goto error;
6522
6523         map = isl_map_cow(map);
6524         if (!map)
6525                 return NULL;
6526
6527         set = (struct isl_set *)map;
6528         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6529         if (!set->dim)
6530                 goto error;
6531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6532                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6533                 if (!set->p[i])
6534                         goto error;
6535         }
6536         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6537         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6538         return set;
6539 error:
6540         isl_map_free(map);
6541         return NULL;
6542 }
6543
6544 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6545  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6546  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6547  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6548  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6549  * may not be disjoint.
6550  *
6551  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6552  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6553  */
6554 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6555         __isl_take isl_map *map2)
6556 {
6557         int i;
6558         unsigned flags = 0;
6559         struct isl_map *map = NULL;
6560         int is_universe;
6561
6562         if (!map1 || !map2)
6563                 goto error;
6564
6565         if (map1->n == 0) {
6566                 isl_map_free(map1);
6567                 return map2;
6568         }
6569         if (map2->n == 0) {
6570                 isl_map_free(map2);
6571                 return map1;
6572         }
6573
6574         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6575         if (is_universe < 0)
6576                 goto error;
6577         if (is_universe) {
6578                 isl_map_free(map2);
6579                 return map1;
6580         }
6581
6582         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6583         if (is_universe < 0)
6584                 goto error;
6585         if (is_universe) {
6586                 isl_map_free(map1);
6587                 return map2;
6588         }
6589
6590         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6591
6592         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6593             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6594                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6595
6596         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6597                                 map1->n + map2->n, flags);
6598         if (!map)
6599                 goto error;
6600         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6601                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6602                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6603                 if (!map)
6604                         goto error;
6605         }
6606         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6607                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6608                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6609                 if (!map)
6610                         goto error;
6611         }
6612         isl_map_free(map1);
6613         isl_map_free(map2);
6614         return map;
6615 error:
6616         isl_map_free(map);
6617         isl_map_free(map1);
6618         isl_map_free(map2);
6619         return NULL;
6620 }
6621
6622 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6623         __isl_take isl_map *map2)
6624 {
6625         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6626 }
6627
6628 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6629 {
6630         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6631         if (!map1)
6632                 return NULL;
6633         if (map1->n > 1)
6634                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6635         return map1;
6636 }
6637
6638 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6639                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6640 {
6641         return (struct isl_set *)
6642                 isl_map_union_disjoint(
6643                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6644 }
6645
6646 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6647 {
6648         return (struct isl_set *)
6649                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6650 }
6651
6652 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6653  * the results.
6654  *
6655  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6656  */
6657 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6658         __isl_take isl_set *set,
6659         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6660                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6661 {
6662         unsigned flags = 0;
6663         struct isl_map *result;
6664         int i, j;
6665
6666         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6667                 isl_set_free(set);
6668                 return map;
6669         }
6670
6671         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6672             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6673                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6674
6675         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6676                                         map->n * set->n, flags);
6677         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6678                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6679                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6680                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6681                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6682                         if (!result)
6683                                 break;
6684                 }
6685
6686         isl_map_free(map);
6687         isl_set_free(set);
6688         return result;
6689 }
6690
6691 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6692         __isl_take isl_set *set)
6693 {
6694         if (!map || !set)
6695                 goto error;
6696
6697         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6698                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6699                         "incompatible spaces", goto error);
6700
6701         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6702 error:
6703         isl_map_free(map);
6704         isl_set_free(set);
6705         return NULL;
6706 }
6707
6708 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6709         __isl_take isl_set *set)
6710 {
6711         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6712 }
6713
6714 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6715         __isl_take isl_set *set)
6716 {
6717         if (!map || !set)
6718                 goto error;
6719
6720         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6721                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6722                         "incompatible spaces", goto error);
6723
6724         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6725 error:
6726         isl_map_free(map);
6727         isl_set_free(set);
6728         return NULL;
6729 }
6730
6731 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6732         __isl_take isl_set *set)
6733 {
6734         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6735                                                 &map_intersect_domain);
6736 }
6737
6738 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6739         __isl_take isl_map *map2)
6740 {
6741         if (!map1 || !map2)
6742                 goto error;
6743         map1 = isl_map_reverse(map1);
6744         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6745         return isl_map_reverse(map1);
6746 error:
6747         isl_map_free(map1);
6748         isl_map_free(map2);
6749         return NULL;
6750 }
6751
6752 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6753         __isl_take isl_map *map2)
6754 {
6755         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6756 }
6757
6758 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6759         __isl_take isl_map *map2)
6760 {
6761         isl_space *dim_result;
6762         struct isl_map *result;
6763         int i, j;
6764
6765         if (!map1 || !map2)
6766                 goto error;
6767
6768         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6769                                   isl_space_copy(map2->dim));
6770
6771         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6772         if (!result)
6773                 goto error;
6774         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6775                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6776                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6777                             isl_basic_map_apply_range(
6778                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6779                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6780                         if (!result)
6781                                 goto error;
6782                 }
6783         isl_map_free(map1);
6784         isl_map_free(map2);
6785         if (result && result->n <= 1)
6786                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6787         return result;
6788 error:
6789         isl_map_free(map1);
6790         isl_map_free(map2);
6791         return NULL;
6792 }
6793
6794 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6795         __isl_take isl_map *map2)
6796 {
6797         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6798 }
6799
6800 /*
6801  * returns range - domain
6802  */
6803 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6804 {
6805         isl_space *dims, *target_dim;
6806         struct isl_basic_set *bset;
6807         unsigned dim;
6808         unsigned nparam;
6809         int i;
6810
6811         if (!bmap)
6812                 goto error;
6813         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6814                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6815                    goto error);
6816         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6817         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6818         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6819         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6820         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6821         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6822         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6823         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6824         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6825         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6826                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6827                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6828                 if (j < 0)
6829                         goto error;
6830                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6831                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6832                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6833                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6834         }
6835         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6836         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6837         return bset;
6838 error:
6839         isl_basic_map_free(bmap);
6840         return NULL;
6841 }
6842
6843 /*
6844  * returns range - domain
6845  */
6846 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6847 {
6848         int i;
6849         isl_space *dim;
6850         struct isl_set *result;
6851
6852         if (!map)
6853                 return NULL;
6854
6855         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6856                                                  map->dim, isl_dim_out),
6857                    goto error);
6858         dim = isl_map_get_space(map);
6859         dim = isl_space_domain(dim);
6860         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6861         if (!result)
6862                 goto error;
6863         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6864                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6865                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6866         isl_map_free(map);
6867         return result;
6868 error:
6869         isl_map_free(map);
6870         return NULL;
6871 }
6872
6873 /*
6874  * returns [domain -> range] -> range - domain
6875  */
6876 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6877         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6878 {
6879         int i, k;
6880         isl_space *dim;
6881         isl_basic_map *domain;
6882         int nparam, n;
6883         unsigned total;
6884
6885         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6886                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6887                         "domain and range don't match", goto error);
6888
6889         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6890         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6891
6892         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6893         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6894
6895         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6896         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6897         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6898
6899         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6900
6901         for (i = 0; i < n; ++i) {
6902                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6903                 if (k < 0)
6904                         goto error;
6905                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6906                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6907                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6908                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6909         }
6910
6911         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6912         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6913 error:
6914         isl_basic_map_free(bmap);
6915         return NULL;
6916 }
6917
6918 /*
6919  * returns [domain -> range] -> range - domain
6920  */
6921 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6922 {
6923         int i;
6924         isl_space *domain_dim;
6925
6926         if (!map)
6927                 return NULL;
6928
6929         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6930                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6931                         "domain and range don't match", goto error);
6932
6933         map = isl_map_cow(map);
6934         if (!map)
6935                 return NULL;
6936
6937         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6938         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6939         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6940         if (!map->dim)
6941                 goto error;
6942         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6943                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6944                 if (!map->p[i])
6945                         goto error;
6946         }
6947         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6948         return map;
6949 error:
6950         isl_map_free(map);
6951         return NULL;
6952 }
6953
6954 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6955 {
6956         struct isl_basic_map *bmap;
6957         unsigned nparam;
6958         unsigned dim;
6959         int i;
6960
6961         if (!dims)
6962                 return NULL;
6963
6964         nparam = dims->nparam;
6965         dim = dims->n_out;
6966         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6967         if (!bmap)
6968                 goto error;
6969
6970         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6971                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6972                 if (j < 0)
6973                         goto error;
6974                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6975                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6976                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6977         }
6978         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6979 error:
6980         isl_basic_map_free(bmap);
6981         return NULL;
6982 }
6983
6984 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6985 {
6986         if (!dim)
6987                 return NULL;
6988         if (dim->n_in != dim->n_out)
6989                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6990                         "number of input and output dimensions needs to be "
6991                         "the same", goto error);
6992         return basic_map_identity(dim);
6993 error:
6994         isl_space_free(dim);
6995         return NULL;
6996 }
6997
6998 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6999 {
7000         if (!model || !model->dim)
7001                 return NULL;
7002         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7003 }
7004
7005 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7006 {
7007         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7008 }
7009
7010 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7011 {
7012         if (!model || !model->dim)
7013                 return NULL;
7014         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7015 }
7016
7017 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7018 {
7019         if (!model || !model->dim)
7020                 return NULL;
7021         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7022 }
7023
7024 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7025 {
7026         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7027         isl_map *id;
7028         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7029         return isl_map_intersect_range(id, set);
7030 }
7031
7032 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7033  * values.
7034  */
7035 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7036         __isl_take isl_space *space)
7037 {
7038         int i;
7039         unsigned nparam;
7040         unsigned dim;
7041         struct isl_basic_set *bset;
7042
7043         if (!space)
7044                 return NULL;
7045         nparam = space->nparam;
7046         dim = space->n_out;
7047         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7048         if (!bset)
7049                 return NULL;
7050         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7051                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7052                 if (k < 0)
7053                         goto error;
7054                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7055                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7056         }
7057         return bset;
7058 error:
7059         isl_basic_set_free(bset);
7060         return NULL;
7061 }
7062
7063 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7064  */
7065 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7066         int pos)
7067 {
7068         int k;
7069         isl_basic_set *nonneg;
7070
7071         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7072         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7073         if (k < 0)
7074                 goto error;
7075         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7076         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7077
7078         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7079 error:
7080         isl_basic_set_free(nonneg);
7081         return NULL;
7082 }
7083
7084 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7085  */
7086 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7087 {
7088         int k;
7089         isl_basic_set *neg;
7090
7091         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7092         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7093         if (k < 0)
7094                 goto error;
7095         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7096         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7097         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7098
7099         return isl_basic_set_finalize(neg);
7100 error:
7101         isl_basic_set_free(neg);
7102         return NULL;
7103 }
7104
7105 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7106         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7107 {
7108         int i;
7109         isl_basic_set *nonneg;
7110         isl_basic_set *neg;
7111
7112         if (!set)
7113                 return NULL;
7114         if (n == 0)
7115                 return set;
7116
7117         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7118
7119         for (i = 0; i < n; ++i) {
7120                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7121                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7122                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7123                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7124
7125                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7126         }
7127
7128         return set;
7129 error:
7130         isl_set_free(set);
7131         return NULL;
7132 }
7133
7134 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7135         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7136         void *user)
7137 {
7138         isl_set *half;
7139
7140         if (!set)
7141                 return -1;
7142         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7143                 isl_set_free(set);
7144                 return 0;
7145         }
7146         if (first == len)
7147                 return fn(set, signs, user);
7148
7149         signs[first] = 1;
7150         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7151                                                         1 + first));
7152         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7153         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7154                 goto error;
7155
7156         signs[first] = -1;
7157         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7158                                                         1 + first));
7159         half = isl_set_intersect(half, set);
7160         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7161 error:
7162         isl_set_free(set);
7163         return -1;
7164 }
7165
7166 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7167  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7168  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7169  * to the sign of the corresponding variable.
7170  */
7171 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7172         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7173         void *user)
7174 {
7175         unsigned nparam;
7176         unsigned nvar;
7177         int *signs;
7178         int r;
7179
7180         if (!set)
7181                 return -1;
7182         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7183                 return 0;
7184
7185         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7186         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7187
7188         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7189
7190         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7191                             fn, user);
7192
7193         free(signs);
7194
7195         return r;
7196 }
7197
7198 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7199 {
7200         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7201 }
7202
7203 int isl_basic_map_is_subset(
7204                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7205 {
7206         int is_subset;
7207         struct isl_map *map1;
7208         struct isl_map *map2;
7209
7210         if (!bmap1 || !bmap2)
7211                 return -1;
7212
7213         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7214         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7215
7216         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7217
7218         isl_map_free(map1);
7219         isl_map_free(map2);
7220
7221         return is_subset;
7222 }
7223
7224 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7225         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7226 {
7227         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7228 }
7229
7230 int isl_basic_map_is_equal(
7231                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7232 {
7233         int is_subset;
7234
7235         if (!bmap1 || !bmap2)
7236                 return -1;
7237         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7238         if (is_subset != 1)
7239                 return is_subset;
7240         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7241         return is_subset;
7242 }
7243
7244 int isl_basic_set_is_equal(
7245                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7246 {
7247         return isl_basic_map_is_equal(
7248                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7249 }
7250
7251 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7252 {
7253         int i;
7254         int is_empty;
7255
7256         if (!map)
7257                 return -1;
7258         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7259                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7260                 if (is_empty < 0)
7261                         return -1;
7262                 if (!is_empty)
7263                         return 0;
7264         }
7265         return 1;
7266 }
7267
7268 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7269 {
7270         return map ? map->n == 0 : -1;
7271 }
7272
7273 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7274 {
7275         return isl_map_plain_is_empty(map);
7276 }
7277
7278 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7279 {
7280         return set ? set->n == 0 : -1;
7281 }
7282
7283 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7284 {
7285         return isl_set_plain_is_empty(set);
7286 }
7287
7288 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7289 {
7290         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7291 }
7292
7293 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7294 {
7295         if (!map1 || !map2)
7296                 return -1;
7297
7298         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7299 }
7300
7301 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7302 {
7303         if (!set1 || !set2)
7304                 return -1;
7305
7306         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7307 }
7308
7309 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7310 {
7311         int is_subset;
7312
7313         if (!map1 || !map2)
7314                 return -1;
7315         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7316         if (is_subset != 1)
7317                 return is_subset;
7318         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7319         return is_subset;
7320 }
7321
7322 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7323 {
7324         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7325 }
7326
7327 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7328                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7329 {
7330         int is_subset;
7331
7332         if (!bmap1 || !bmap2)
7333                 return -1;
7334         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7335         if (is_subset != 1)
7336                 return is_subset;
7337         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7338         if (is_subset == -1)
7339                 return is_subset;
7340         return !is_subset;
7341 }
7342
7343 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7344 {
7345         int is_subset;
7346
7347         if (!map1 || !map2)
7348                 return -1;
7349         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7350         if (is_subset != 1)
7351                 return is_subset;
7352         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7353         if (is_subset == -1)
7354                 return is_subset;
7355         return !is_subset;
7356 }
7357
7358 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7359 {
7360         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7361 }
7362
7363 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7364 {
7365         if (!bmap)
7366                 return -1;
7367         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7368 }
7369
7370 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7371 {
7372         if (!bset)
7373                 return -1;
7374         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7375 }
7376
7377 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7378 {
7379         int i;
7380
7381         if (!map)
7382                 return -1;
7383
7384         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7385                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7386                 if (r < 0 || r)
7387                         return r;
7388         }
7389
7390         return 0;
7391 }
7392
7393 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7394 {
7395         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7396 }
7397
7398 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7399 {
7400         return isl_set_plain_is_universe(set);
7401 }
7402
7403 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7404 {
7405         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7406         struct isl_vec *sample = NULL;
7407         int empty;
7408         unsigned total;
7409
7410         if (!bmap)
7411                 return -1;
7412
7413         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7414                 return 1;
7415
7416         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7417                 return 0;
7418
7419         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7420                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7421                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7422                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7423                 isl_basic_map_free(copy);
7424                 return empty;
7425         }
7426
7427         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7428         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7429                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7430                 if (contains < 0)
7431                         return -1;
7432                 if (contains)
7433                         return 0;
7434         }
7435         isl_vec_free(bmap->sample);
7436         bmap->sample = NULL;
7437         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7438         if (!bset)
7439                 return -1;
7440         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7441         if (!sample)
7442                 return -1;
7443         empty = sample->size == 0;
7444         isl_vec_free(bmap->sample);
7445         bmap->sample = sample;
7446         if (empty)
7447                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7448
7449         return empty;
7450 }
7451
7452 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7453 {
7454         if (!bmap)
7455                 return -1;
7456         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7457 }
7458
7459 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7460 {
7461         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7462 }
7463
7464 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7465 {
7466         if (!bset)
7467                 return -1;
7468         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7469 }
7470
7471 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7472 {
7473         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7474 }
7475
7476 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7477 {
7478         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7479 }
7480
7481 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7482         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7483 {
7484         struct isl_map *map;
7485         if (!bmap1 || !bmap2)
7486                 goto error;
7487
7488         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7489
7490         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7491         if (!map)
7492                 goto error;
7493         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7494         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7495         return map;
7496 error:
7497         isl_basic_map_free(bmap1);
7498         isl_basic_map_free(bmap2);
7499         return NULL;
7500 }
7501
7502 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7503                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7504 {
7505         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7506                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7507                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7508 }
7509
7510 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7511 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7512 {
7513         int i;
7514         unsigned off;
7515
7516         if (!bmap)
7517                 return NULL;
7518
7519         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7520
7521         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7522                 int pos;
7523                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7524                         continue;
7525                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7526                                                             bmap->n_div-i);
7527                 if (pos == -1)
7528                         continue;
7529                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7530                 --i;
7531         }
7532         return bmap;
7533 }
7534
7535 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7536 {
7537         return (struct isl_basic_set *)
7538                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7539 }
7540
7541 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7542 {
7543         int i;
7544
7545         if (!map)
7546                 return 0;
7547
7548         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7549                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7550                 if (!map->p[i])
7551                         goto error;
7552         }
7553
7554         return map;
7555 error:
7556         isl_map_free(map);
7557         return NULL;
7558 }
7559
7560 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7561  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7562  * list of divs is given by "div".
7563  */
7564 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7565         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7566 {
7567         int i, j;
7568         int n_div;
7569
7570         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7571         if (!bset || !div)
7572                 goto error;
7573
7574         if (div->n_row < bset->n_div)
7575                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7576                         "not an expansion", goto error);
7577
7578         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7579                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7580                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7581
7582         n_div = bset->n_div;
7583         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7584                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7585                         goto error;
7586
7587         j = n_div - 1;
7588         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7589                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7590                         if (i != j)
7591                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7592                         j--;
7593                 } else {
7594                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7595                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7596                                 goto error;
7597                 }
7598         }
7599
7600         isl_mat_free(div);
7601         return bset;
7602 error:
7603         isl_basic_set_free(bset);
7604         isl_mat_free(div);
7605         return NULL;
7606 }
7607
7608 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7609  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7610  * 
7611  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7612  * of the corresponding div in dst otherwise.
7613  */
7614 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7615                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7616 {
7617         int i;
7618
7619         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7620
7621         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7622         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7623                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7624                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7625                                                 dst->n_div - div) == -1)
7626                         return i;
7627         return -1;
7628 }
7629
7630 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7631                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7632 {
7633         int i;
7634         unsigned total;
7635
7636         if (!dst || !src)
7637                 goto error;
7638
7639         if (src->n_div == 0)
7640                 return dst;
7641
7642         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7643                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7644
7645         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7646         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7647         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7648                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7649         if (!dst)
7650                 return NULL;
7651         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7652         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7653                 int j = find_div(dst, src, i);
7654                 if (j < 0) {
7655                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7656                         if (j < 0)
7657                                 goto error;
7658                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7659                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7660                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7661                                 goto error;
7662                 }
7663                 if (j != i)
7664                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7665         }
7666         return dst;
7667 error:
7668         isl_basic_map_free(dst);
7669         return NULL;
7670 }
7671
7672 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7673                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7674 {
7675         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7676                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7677 }
7678
7679 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7680 {
7681         int i;
7682
7683         if (!map)
7684                 return NULL;
7685         if (map->n == 0)
7686                 return map;
7687         map = isl_map_compute_divs(map);
7688         map = isl_map_cow(map);
7689         if (!map)
7690                 return NULL;
7691
7692         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7693                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7694         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7695                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7696
7697         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7698         return map;
7699 }
7700
7701 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7702 {
7703         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7704 }
7705
7706 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7707         __isl_take isl_map *map)
7708 {
7709         if (!set || !map)
7710                 goto error;
7711         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7712         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7713         set = isl_map_range(map);
7714         return set;
7715 error:
7716         isl_set_free(set);
7717         isl_map_free(map);
7718         return NULL;
7719 }
7720
7721 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7722         __isl_take isl_map *map)
7723 {
7724         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7725 }
7726
7727 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7728  * the meaning of the set.
7729  */
7730 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7731 {
7732         int i;
7733
7734         if (!map)
7735                 return NULL;
7736
7737         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7738                 remove_if_empty(map, i);
7739
7740         return map;
7741 }
7742
7743 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7744 {
7745         return (struct isl_set *)
7746                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7747 }
7748
7749 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7750 {
7751         struct isl_basic_map *bmap;
7752         if (!map || map->n == 0)
7753                 return NULL;
7754         bmap = map->p[map->n-1];
7755         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7756         return isl_basic_map_copy(bmap);
7757 }
7758
7759 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7760 {
7761         return (struct isl_basic_set *)
7762                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7763 }
7764
7765 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7766                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7767 {
7768         int i;
7769
7770         if (!map || !bmap)
7771                 goto error;
7772         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7773                 if (map->p[i] != bmap)
7774                         continue;
7775                 map = isl_map_cow(map);
7776                 if (!map)
7777                         goto error;
7778                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7779                 if (i != map->n-1) {
7780                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7781                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7782                 }
7783                 map->n--;
7784                 return map;
7785         }
7786         return map;
7787 error:
7788         isl_map_free(map);
7789         return NULL;
7790 }
7791
7792 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7793                                                 struct isl_basic_set *bset)
7794 {
7795         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7796                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7797 }
7798
7799 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7800  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7801  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7802  */
7803 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7804         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7805         int pos, isl_int *opt)
7806 {
7807         isl_space *dims;
7808         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7809         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7810         struct isl_ctx *ctx;
7811         struct isl_vec *obj;
7812         unsigned total;
7813         unsigned nparam;
7814         unsigned dim1, dim2;
7815         enum isl_lp_result res;
7816
7817         if (!bset1 || !bset2)
7818                 return isl_lp_error;
7819
7820         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7821         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7822         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7823         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7824         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7825         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7826         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7827         if (!bmap1 || !bmap2)
7828                 goto error;
7829         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7830         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7831                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7832                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7833         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7834         if (!bmap1)
7835                 goto error;
7836         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7837         ctx = bmap1->ctx;
7838         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7839         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7840         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7841         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7842         if (!obj)
7843                 goto error;
7844         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7845                                         opt, NULL, NULL);
7846         isl_basic_map_free(bmap1);
7847         isl_vec_free(obj);
7848         return res;
7849 error:
7850         isl_basic_map_free(bmap1);
7851         isl_basic_map_free(bmap2);
7852         return isl_lp_error;
7853 }
7854
7855 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7856  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7857  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7858  * smaller or larger than those in bset2.
7859  *
7860  * Returns
7861  *       1 if bset1 follows bset2
7862  *      -1 if bset1 precedes bset2
7863  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7864  *      -2 if some error occurred.
7865  */
7866 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7867         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7868 {
7869         isl_int opt;
7870         enum isl_lp_result res;
7871         int cmp;
7872
7873         isl_int_init(opt);
7874
7875         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7876
7877         if (res == isl_lp_empty)
7878                 cmp = 0;
7879         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7880                   res == isl_lp_unbounded)
7881                 cmp = 1;
7882         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7883                 cmp = -1;
7884         else
7885                 cmp = -2;
7886
7887         isl_int_clear(opt);
7888         return cmp;
7889 }
7890
7891 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7892  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7893  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7894  * than a value of the same dimension in bset2.
7895  *
7896  * Return
7897  *       1 if there exists such a pair
7898  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7899  *      -1 otherwise
7900  *      -2 if some error occurred.
7901  */
7902 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7903         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7904 {
7905         isl_int opt;
7906         enum isl_lp_result res;
7907         int cmp;
7908
7909         isl_int_init(opt);
7910
7911         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7912
7913         if (res == isl_lp_empty)
7914                 cmp = -1;
7915         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7916                   res == isl_lp_unbounded)
7917                 cmp = 1;
7918         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7919                 cmp = -1;
7920         else if (res == isl_lp_ok)
7921                 cmp = 0;
7922         else
7923                 cmp = -2;
7924
7925         isl_int_clear(opt);
7926         return cmp;
7927 }
7928
7929 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7930  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7931  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7932  * than a value of the same dimension in set2.
7933  *
7934  * Return
7935  *       1 if there exists such a pair
7936  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7937  *      -1 otherwise
7938  *      -2 if some error occurred.
7939  */
7940 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7941         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7942 {
7943         int i, j;
7944         int follows = -1;
7945
7946         if (!set1 || !set2)
7947                 return -2;
7948
7949         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7950                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7951                         int f;
7952                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7953                         if (f == 1 || f == -2)
7954                                 return f;
7955                         if (f > follows)
7956                                 follows = f;
7957                 }
7958
7959         return follows;
7960 }
7961
7962 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7963         unsigned pos, isl_int *val)
7964 {
7965         int i;
7966         int d;
7967         unsigned total;
7968
7969         if (!bmap)
7970                 return -1;
7971         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7972         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7973                 for (; d+1 > pos; --d)
7974                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7975                                 break;
7976                 if (d != pos)
7977                         continue;
7978                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7979                         return 0;
7980                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7981                         return 0;
7982                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7983                         return 0;
7984                 if (val)
7985                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7986                 return 1;
7987         }
7988         return 0;
7989 }
7990
7991 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7992         unsigned pos, isl_int *val)
7993 {
7994         int i;
7995         isl_int v;
7996         isl_int tmp;
7997         int fixed;
7998
7999         if (!map)
8000                 return -1;
8001         if (map->n == 0)
8002                 return 0;
8003         if (map->n == 1)
8004                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8005         isl_int_init(v);
8006         isl_int_init(tmp);
8007         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8008         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8009                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8010                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8011                         fixed = 0;
8012         }
8013         if (val)
8014                 isl_int_set(*val, v);
8015         isl_int_clear(tmp);
8016         isl_int_clear(v);
8017         return fixed;
8018 }
8019
8020 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8021         unsigned pos, isl_int *val)
8022 {
8023         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8024                                                 pos, val);
8025 }
8026
8027 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8028         isl_int *val)
8029 {
8030         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8031 }
8032
8033 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8034         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8035 {
8036         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8037                 return -1;
8038         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8039                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8040 }
8041
8042 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8043         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8044 {
8045         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8046                 return -1;
8047         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8048                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8049 }
8050
8051 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8052         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8053 {
8054         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8055 }
8056
8057 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8058         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8059 {
8060         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8061 }
8062
8063 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8064  * then return this fixed value in *val.
8065  */
8066 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8067         unsigned dim, isl_int *val)
8068 {
8069         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8070                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8071 }
8072
8073 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8074  * then return this fixed value in *val.
8075  */
8076 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8077         unsigned dim, isl_int *val)
8078 {
8079         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8080 }
8081
8082 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8083         unsigned dim, isl_int *val)
8084 {
8085         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8086 }
8087
8088 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8089  * then return this fixed value in *val.
8090  */
8091 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8092         unsigned in, isl_int *val)
8093 {
8094         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8095 }
8096
8097 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8098  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8099  */
8100 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8101         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8102 {
8103         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8104         isl_int *c;
8105         unsigned total;
8106         unsigned nparam;
8107
8108         if (!bset)
8109                 return -1;
8110         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8111         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8112         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8113                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8114                         continue;
8115                 if (i_eq != -1)
8116                         return 0;
8117                 i_eq = i;
8118         }
8119         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8120                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8121                         continue;
8122                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8123                         return 0;
8124                 i_ineq = i;
8125         }
8126         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8127                 return 0;
8128         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8129         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8130         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8131                 return 0;
8132         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8133                 return 0;
8134         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8135                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8136                 return 0;
8137         if (val)
8138                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8139         return 1;
8140 }
8141
8142 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8143         unsigned dim, isl_int *val)
8144 {
8145         int i;
8146         isl_int v;
8147         isl_int tmp;
8148         int fixed;
8149
8150         if (!set)
8151                 return -1;
8152         if (set->n == 0)
8153                 return 0;
8154         if (set->n == 1)
8155                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8156                                                                 dim, val);
8157         isl_int_init(v);
8158         isl_int_init(tmp);
8159         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8160                                                                 dim, &v);
8161         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8162                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8163                                                                 dim, &tmp);
8164                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8165                         fixed = 0;
8166         }
8167         if (val)
8168                 isl_int_set(*val, v);
8169         isl_int_clear(tmp);
8170         isl_int_clear(v);
8171         return fixed;
8172 }
8173
8174 struct constraint {
8175         unsigned        size;
8176         isl_int         *c;
8177 };
8178
8179 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8180  * variables sorting first.
8181  */
8182 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8183 {
8184         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8185         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8186         int l1, l2;
8187         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8188
8189         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8190         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8191
8192         if (l1 != l2)
8193                 return l1 - l2;
8194
8195         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8196 }
8197
8198 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8199         struct isl_basic_map *bmap)
8200 {
8201         int i;
8202         struct constraint *c;
8203         unsigned total;
8204
8205         if (!bmap)
8206                 return NULL;
8207         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8208         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8209         if (!c)
8210                 goto error;
8211         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8212                 c[i].size = total;
8213                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8214         }
8215         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8216         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8217                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8218         free(c);
8219         return bmap;
8220 error:
8221         isl_basic_map_free(bmap);
8222         return NULL;
8223 }
8224
8225 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8226         __isl_take isl_basic_set *bset)
8227 {
8228         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8229                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8230 }
8231
8232 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8233 {
8234         if (!bmap)
8235                 return NULL;
8236         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8237                 return bmap;
8238         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8239         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8240         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8241         return bmap;
8242 }
8243
8244 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8245 {
8246         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8247                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8248 }
8249
8250 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8251         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8252 {
8253         int i, cmp;
8254         unsigned total;
8255
8256         if (bmap1 == bmap2)
8257                 return 0;
8258         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8259             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8260                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8261         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8262                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8263         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8264                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8265         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8266                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8267         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8268             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8269                 return 0;
8270         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8271                 return 1;
8272         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8273                 return -1;
8274         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8275                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8276         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8277                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8278         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8279                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8280         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8281         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8282                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8283                 if (cmp)
8284                         return cmp;
8285         }
8286         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8287                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8288                 if (cmp)
8289                         return cmp;
8290         }
8291         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8292                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8293                 if (cmp)
8294                         return cmp;
8295         }
8296         return 0;
8297 }
8298
8299 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8300         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8301 {
8302         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8303 }
8304
8305 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8306 {
8307         int i, cmp;
8308
8309         if (set1 == set2)
8310                 return 0;
8311         if (set1->n != set2->n)
8312                 return set1->n - set2->n;
8313
8314         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8315                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8316                 if (cmp)
8317                         return cmp;
8318         }
8319
8320         return 0;
8321 }
8322
8323 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8324         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8325 {
8326         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8327 }
8328
8329 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8330         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8331 {
8332         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8333                                             (isl_basic_map *)bset2);
8334 }
8335
8336 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8337 {
8338         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8339         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8340
8341         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8342 }
8343
8344 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8345  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8346  * meaning of any possible other copies of map.
8347  */
8348 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8349 {
8350         int i, j;
8351         struct isl_basic_map *bmap;
8352
8353         if (!map)
8354                 return NULL;
8355         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8356                 return map;
8357         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8358                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8359                 if (!bmap)
8360                         goto error;
8361                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8362                 map->p[i] = bmap;
8363         }
8364         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8365         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8366         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8367         if (!map)
8368                 return NULL;
8369         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8370                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8371                         continue;
8372                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8373                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8374                         map->p[j-1] = map->p[j];
8375                 map->n--;
8376         }
8377         return map;
8378 error:
8379         isl_map_free(map);
8380         return NULL;
8381
8382 }
8383
8384 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8385 {
8386         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8387 }
8388
8389 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8390 {
8391         int i;
8392         int equal;
8393
8394         if (!map1 || !map2)
8395                 return -1;
8396
8397         if (map1 == map2)
8398                 return 1;
8399         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8400                 return 0;
8401
8402         map1 = isl_map_copy(map1);
8403         map2 = isl_map_copy(map2);
8404         map1 = isl_map_normalize(map1);
8405         map2 = isl_map_normalize(map2);
8406         if (!map1 || !map2)
8407                 goto error;
8408         equal = map1->n == map2->n;
8409         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8410                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8411                 if (equal < 0)
8412                         goto error;
8413         }
8414         isl_map_free(map1);
8415         isl_map_free(map2);
8416         return equal;
8417 error:
8418         isl_map_free(map1);
8419         isl_map_free(map2);
8420         return -1;
8421 }
8422
8423 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8424 {
8425         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8426 }
8427
8428 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8429 {
8430         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8431                                                 (struct isl_map *)set2);
8432 }
8433
8434 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8435 {
8436         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8437 }
8438
8439 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8440  */
8441 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8442         isl_int min, isl_int max)
8443 {
8444         int k;
8445         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8446
8447         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8448         if (!bset)
8449                 goto error;
8450
8451         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8452         if (k < 0)
8453                 goto error;
8454         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8455         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8456
8457         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8458         if (k < 0)
8459                 goto error;
8460         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8461         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8462
8463         return bset;
8464 error:
8465         isl_basic_set_free(bset);
8466         return NULL;
8467 }
8468
8469 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8470  */
8471 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8472         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8473 {
8474         int i;
8475         unsigned dim;
8476         unsigned nparam;
8477         unsigned extra;
8478         unsigned n_eq;
8479         unsigned n_ineq;
8480         struct isl_basic_set *product = NULL;
8481
8482         if (!list)
8483                 goto error;
8484         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8485         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8486         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8487         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8488         extra = list->p[0]->n_div;
8489         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8490         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8491         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8492                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8493                 isl_assert(list->ctx,
8494                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8495                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8496                 extra += list->p[i]->n_div;
8497                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8498                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8499         }
8500         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8501                                         n_eq, n_ineq);
8502         if (!product)
8503                 goto error;
8504         dim = 0;
8505         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8506                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8507                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8508                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8509         }
8510         isl_basic_set_list_free(list);
8511         return product;
8512 error:
8513         isl_basic_set_free(product);
8514         isl_basic_set_list_free(list);
8515         return NULL;
8516 }
8517
8518 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8519                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8520 {
8521         isl_space *dim_result = NULL;
8522         struct isl_basic_map *bmap;
8523         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8524         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8525
8526         if (!bmap1 || !bmap2)
8527                 goto error;
8528
8529         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8530                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8531         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8532                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8533
8534         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8535         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8536         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8537         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8538         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8539
8540         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8541         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8542         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8543         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8544         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8545         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8546         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8547         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8548         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8549         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8550         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8551
8552         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8553                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8554                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8555                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8556         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8557         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8558         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8559         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8560 error:
8561         isl_basic_map_free(bmap1);
8562         isl_basic_map_free(bmap2);
8563         return NULL;
8564 }
8565
8566 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8567         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8568 {
8569         isl_basic_map *prod;
8570
8571         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8572         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8573         return prod;
8574 }
8575
8576 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8577         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8578 {
8579         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8580 }
8581
8582 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8583         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8584 {
8585         isl_space *space_result = NULL;
8586         isl_basic_map *bmap;
8587         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8588         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8589
8590         if (!bmap1 || !bmap2)
8591                 goto error;
8592
8593         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8594                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8595
8596         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8597         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8598         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8599         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8600
8601         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8602         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8603         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8604         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8605         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8606         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8607         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8608         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8609         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8610         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8611         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8612
8613         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8614                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8615                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8616                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8617         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8618         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8619         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8620         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8621 error:
8622         isl_basic_map_free(bmap1);
8623         isl_basic_map_free(bmap2);
8624         return NULL;
8625 }
8626
8627 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8628         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8629 {
8630         isl_space *dim_result = NULL;
8631         isl_basic_map *bmap;
8632         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8633         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8634
8635         if (!bmap1 || !bmap2)
8636                 goto error;
8637
8638         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8639                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8640                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8641                         "parameters don't match", goto error);
8642
8643         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8644                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8645
8646         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8647         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8648         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8649         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8650
8651         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8652         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8653         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8654         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8655         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8656         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8657         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8658         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8659         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8660         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8661         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8662
8663         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8664                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8665                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8666                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8667         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8668         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8669         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8670         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8671 error:
8672         isl_basic_map_free(bmap1);
8673         isl_basic_map_free(bmap2);
8674         return NULL;
8675 }
8676
8677 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8678         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8679 {
8680         isl_basic_map *prod;
8681
8682         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8683         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8684         return prod;
8685 }
8686
8687 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8688         __isl_take isl_map *map2,
8689         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8690                                            __isl_take isl_space *right),
8691         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8692                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8693 {
8694         unsigned flags = 0;
8695         struct isl_map *result;
8696         int i, j;
8697
8698         if (!map1 || !map2)
8699                 goto error;
8700
8701         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8702                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8703
8704         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8705             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8706                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8707
8708         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8709                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8710                                 map1->n * map2->n, flags);
8711         if (!result)
8712                 goto error;
8713         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8714                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8715                         struct isl_basic_map *part;
8716                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8717                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8718                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8719                                 isl_basic_map_free(part);
8720                         else
8721                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8722                         if (!result)
8723                                 goto error;
8724                 }
8725         isl_map_free(map1);
8726         isl_map_free(map2);
8727         return result;
8728 error:
8729         isl_map_free(map1);
8730         isl_map_free(map2);
8731         return NULL;
8732 }
8733
8734 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8735  */
8736 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8737         __isl_take isl_map *map2)
8738 {
8739         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8740 }
8741
8742 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8743         __isl_take isl_map *map2)
8744 {
8745         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8746 }
8747
8748 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8749  */
8750 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8751         __isl_take isl_map *map2)
8752 {
8753         isl_map *prod;
8754
8755         prod = isl_map_product(map1, map2);
8756         prod = isl_map_flatten(prod);
8757         return prod;
8758 }
8759
8760 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8761  */
8762 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8763 {
8764         return isl_map_range_product(set1, set2);
8765 }
8766
8767 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8768         __isl_take isl_set *set2)
8769 {
8770         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8771 }
8772
8773 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8774  */
8775 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8776         __isl_take isl_map *map2)
8777 {
8778         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8779                                 &isl_basic_map_domain_product);
8780 }
8781
8782 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8783  */
8784 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8785         __isl_take isl_map *map2)
8786 {
8787         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8788                                 &isl_basic_map_range_product);
8789 }
8790
8791 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8792         __isl_take isl_map *map2)
8793 {
8794         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8795                                                 &map_domain_product_aligned);
8796 }
8797
8798 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8799         __isl_take isl_map *map2)
8800 {
8801         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8802                                                 &map_range_product_aligned);
8803 }
8804
8805 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8806  */
8807 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8808         __isl_take isl_map *map2)
8809 {
8810         isl_map *prod;
8811
8812         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8813         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8814         return prod;
8815 }
8816
8817 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8818  */
8819 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8820         __isl_take isl_map *map2)
8821 {
8822         isl_map *prod;
8823
8824         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8825         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8826         return prod;
8827 }
8828
8829 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8830 {
8831         int i;
8832         uint32_t hash = isl_hash_init();
8833         unsigned total;
8834
8835         if (!bmap)
8836                 return 0;
8837         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8838         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8839         if (!bmap)
8840                 return 0;
8841         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8842         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8843         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8844                 uint32_t c_hash;
8845                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8846                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8847         }
8848         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8849         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8850                 uint32_t c_hash;
8851                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8852                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8853         }
8854         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8855         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8856                 uint32_t c_hash;
8857                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8858                         continue;
8859                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8860                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8861                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8862         }
8863         isl_basic_map_free(bmap);
8864         return hash;
8865 }
8866
8867 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8868 {
8869         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8870 }
8871
8872 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8873 {
8874         int i;
8875         uint32_t hash;
8876
8877         if (!map)
8878                 return 0;
8879         map = isl_map_copy(map);
8880         map = isl_map_normalize(map);
8881         if (!map)
8882                 return 0;
8883
8884         hash = isl_hash_init();
8885         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8886                 uint32_t bmap_hash;
8887                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8888                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8889         }
8890                 
8891         isl_map_free(map);
8892
8893         return hash;
8894 }
8895
8896 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8897 {
8898         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8899 }
8900
8901 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8902  * by the values of the other parameters and variables.
8903  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8904  */
8905 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8906 {
8907         int i;
8908         unsigned nparam;
8909
8910         if (!bset)
8911                 return -1;
8912         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8913         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8914                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8915                         return 1;
8916         return 0;
8917 }
8918
8919 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8920  * by the values of the other parameters and variables.
8921  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8922  * for each of the subsets.
8923  */
8924 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8925 {
8926         int i;
8927
8928         if (!set)
8929                 return -1;
8930         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8931                 int unique;
8932                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8933                 if (unique != 1)
8934                         return unique;
8935         }
8936         return 1;
8937 }
8938
8939 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8940 {
8941         return set ? set->n : 0;
8942 }
8943
8944 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8945         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8946 {
8947         int i;
8948
8949         if (!map)
8950                 return -1;
8951
8952         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8953                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8954                         return -1;
8955
8956         return 0;
8957 }
8958
8959 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8960         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8961 {
8962         int i;
8963
8964         if (!set)
8965                 return -1;
8966
8967         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8968                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8969                         return -1;
8970
8971         return 0;
8972 }
8973
8974 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8975 {
8976         isl_space *dim;
8977
8978         if (!bset)
8979                 return NULL;
8980
8981         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8982         if (!bset)
8983                 return NULL;
8984
8985         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8986         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8987         if (!dim)
8988                 goto error;
8989         isl_space_free(bset->dim);
8990         bset->dim = dim;
8991         bset->extra -= bset->n_div;
8992         bset->n_div = 0;
8993
8994         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8995
8996         return bset;
8997 error:
8998         isl_basic_set_free(bset);
8999         return NULL;
9000 }
9001
9002 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9003 {
9004         int i;
9005         isl_space *dim;
9006         unsigned n_div;
9007
9008         set = isl_set_align_divs(set);
9009
9010         if (!set)
9011                 return NULL;
9012
9013         set = isl_set_cow(set);
9014         if (!set)
9015                 return NULL;
9016
9017         n_div = set->p[0]->n_div;
9018         dim = isl_set_get_space(set);
9019         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9020         if (!dim)
9021                 goto error;
9022         isl_space_free(set->dim);
9023         set->dim = dim;
9024
9025         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9026                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9027                 if (!set->p[i])
9028                         goto error;
9029         }
9030
9031         return set;
9032 error:
9033         isl_set_free(set);
9034         return NULL;
9035 }
9036
9037 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9038 {
9039         isl_space *dim;
9040         struct isl_basic_map *bmap;
9041         unsigned n_set;
9042         unsigned n_div;
9043         unsigned n_param;
9044         unsigned total;
9045         int i, k, l;
9046
9047         set = isl_set_align_divs(set);
9048
9049         if (!set)
9050                 return NULL;
9051
9052         dim = isl_set_get_space(set);
9053         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9054                 isl_set_free(set);
9055                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9056         }
9057
9058         n_div = set->p[0]->n_div;
9059         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9060         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9061         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9062         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9063         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9064         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9065                 bmap = var_equal(bmap, i);
9066
9067         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9068         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9069                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9070                 if (k < 0)
9071                         goto error;
9072                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9073                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9074                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9075                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9076                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9077                             set->p[0]->div[i][0]);
9078
9079                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9080                 if (l < 0)
9081                         goto error;
9082                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9083                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9084                             set->p[0]->div[i][0]);
9085                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9086         }
9087
9088         isl_set_free(set);
9089         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9090         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9091         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9092 error:
9093         isl_set_free(set);
9094         isl_basic_map_free(bmap);
9095         return NULL;
9096 }
9097
9098 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9099 {
9100         unsigned dim;
9101         int size = 0;
9102
9103         if (!bset)
9104                 return -1;
9105
9106         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9107         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9108         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9109         size += bset->n_div * (2 + dim);
9110
9111         return size;
9112 }
9113
9114 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9115 {
9116         int i;
9117         int size = 0;
9118
9119         if (!set)
9120                 return -1;
9121
9122         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9123                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9124
9125         return size;
9126 }
9127
9128 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9129  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9130  */
9131 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9132         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9133 {
9134         int i;
9135
9136         if (!bmap)
9137                 return -1;
9138
9139         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9140
9141         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9142
9143         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9144                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9145                         continue;
9146                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9147                         return 1;
9148         }
9149
9150         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9151                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9152                         return 1;
9153
9154         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9155                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9156                 if (sgn > 0)
9157                         lower = 1;
9158                 if (sgn < 0)
9159                         upper = 1;
9160         }
9161
9162         return lower && upper;
9163 }
9164
9165 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9166         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9167 {
9168         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9169 }
9170
9171 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9172         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9173 {
9174         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9175 }
9176
9177 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9178         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9179 {
9180         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9181 }
9182
9183 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9184         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9185 {
9186         int i;
9187
9188         if (!map)
9189                 return -1;
9190
9191         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9192                 int bounded;
9193                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9194                 if (bounded < 0 || !bounded)
9195                         return bounded;
9196         }
9197
9198         return 1;
9199 }
9200
9201 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9202  * and a lower bound.
9203  */
9204 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9205         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9206 {
9207         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9208 }
9209
9210 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9211  */
9212 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9213         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9214         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9215                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9216 {
9217         int i;
9218
9219         if (!map)
9220                 return -1;
9221
9222         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9223                 int bounded;
9224                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9225                 if (bounded < 0 || bounded)
9226                         return bounded;
9227         }
9228
9229         return 0;
9230 }
9231
9232 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9233  */
9234 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9235         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9236 {
9237         return has_any_bound(set, type, pos,
9238                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9239 }
9240
9241 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9242  */
9243 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9244         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9245 {
9246         return has_any_bound(set, type, pos,
9247                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9248 }
9249
9250 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9251  */
9252 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9253         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9254         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9255                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9256 {
9257         int i;
9258
9259         if (!map)
9260                 return -1;
9261
9262         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9263                 int bounded;
9264                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9265                 if (bounded < 0 || !bounded)
9266                         return bounded;
9267         }
9268
9269         return 1;
9270 }
9271
9272 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9273  */
9274 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9275         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9276 {
9277         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9278 }
9279
9280 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9281  */
9282 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9283         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9284 {
9285         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9286 }
9287
9288 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9289  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9290  * elements of the array "signs".
9291  * Sign
9292  *      1 means that the variable is non-negative
9293  *      -1 means that the variable is non-positive
9294  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9295  */
9296 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9297         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9298 {
9299         isl_vec *bound = NULL;
9300         struct isl_tab *tab = NULL;
9301         struct isl_tab_undo *snap;
9302         int i;
9303
9304         if (!bset || !signs)
9305                 return -1;
9306
9307         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9308         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9309         if (!bound || !tab)
9310                 goto error;
9311
9312         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9313         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9314
9315         snap = isl_tab_snap(tab);
9316         for (i = 0; i < n; ++i) {
9317                 int empty;
9318
9319                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9320                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9321                         goto error;
9322                 empty = tab->empty;
9323                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9324                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9325                         goto error;
9326
9327                 if (empty) {
9328                         signs[i] = 1;
9329                         continue;
9330                 }
9331
9332                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9333                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9334                         goto error;
9335                 empty = tab->empty;
9336                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9337                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9338                         goto error;
9339
9340                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9341         }
9342
9343         isl_tab_free(tab);
9344         isl_vec_free(bound);
9345         return 0;
9346 error:
9347         isl_tab_free(tab);
9348         isl_vec_free(bound);
9349         return -1;
9350 }
9351
9352 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9353         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9354 {
9355         if (!bset || !signs)
9356                 return -1;
9357         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9358                 return -1);
9359
9360         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9361         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9362 }
9363
9364 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9365  * In particular, for each output dimension, check that there is
9366  * an equality that defines the output dimension in terms of
9367  * earlier dimensions.
9368  */
9369 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9370 {
9371         int i, j;
9372         unsigned total;
9373         unsigned n_out;
9374         unsigned o_out;
9375
9376         if (!bmap)
9377                 return -1;
9378
9379         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9380         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9381         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9382
9383         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9384                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9385                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9386                                 continue;
9387                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9388                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9389                                 break;
9390                 }
9391                 if (j >= bmap->n_eq)
9392                         return 0;
9393         }
9394
9395         return 1;
9396 }
9397
9398 /* Check if the given basic map is single-valued.
9399  * We simply compute
9400  *
9401  *      M \circ M^-1
9402  *
9403  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9404  */
9405 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9406 {
9407         isl_space *space;
9408         isl_basic_map *test;
9409         isl_basic_map *id;
9410         int sv;
9411
9412         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9413         if (sv < 0 || sv)
9414                 return sv;
9415
9416         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9417         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9418
9419         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9420         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9421         id = isl_basic_map_identity(space);
9422
9423         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9424
9425         isl_basic_map_free(test);
9426         isl_basic_map_free(id);
9427
9428         return sv;
9429 }
9430
9431 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9432  */
9433 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9434 {
9435         if (!map)
9436                 return -1;
9437         if (map->n == 0)
9438                 return 1;
9439         if (map->n >= 2)
9440                 return 0;
9441
9442         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9443 }
9444
9445 /* Check if the given map is single-valued.
9446  * We simply compute
9447  *
9448  *      M \circ M^-1
9449  *
9450  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9451  */
9452 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9453 {
9454         isl_space *dim;
9455         isl_map *test;
9456         isl_map *id;
9457         int sv;
9458
9459         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9460         if (sv < 0 || sv)
9461                 return sv;
9462
9463         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9464         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9465
9466         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9467         id = isl_map_identity(dim);
9468
9469         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9470
9471         isl_map_free(test);
9472         isl_map_free(id);
9473
9474         return sv;
9475 }
9476
9477 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9478 {
9479         int in;
9480
9481         map = isl_map_copy(map);
9482         map = isl_map_reverse(map);
9483         in = isl_map_is_single_valued(map);
9484         isl_map_free(map);
9485
9486         return in;
9487 }
9488
9489 /* Check if the given map is obviously injective.
9490  */
9491 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9492 {
9493         int in;
9494
9495         map = isl_map_copy(map);
9496         map = isl_map_reverse(map);
9497         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9498         isl_map_free(map);
9499
9500         return in;
9501 }
9502
9503 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9504 {
9505         int sv;
9506
9507         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9508         if (sv < 0 || !sv)
9509                 return sv;
9510
9511         return isl_map_is_injective(map);
9512 }
9513
9514 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9515 {
9516         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9517 }
9518
9519 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9520 {
9521         int ok;
9522         isl_set *delta;
9523
9524         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9525         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9526         isl_set_free(delta);
9527
9528         return ok;
9529 }
9530
9531 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9532 {
9533         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9534                 return 0;
9535         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9536                 return 0;
9537         return 1;
9538 }
9539
9540 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9541 {
9542         int i, j;
9543         unsigned nvar;
9544         unsigned ovar;
9545
9546         if (!bset)
9547                 return -1;
9548
9549         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9550                 return 0;
9551
9552         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9553         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9554         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9555                 int lower = 0, upper = 0;
9556                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9557                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9558                                 continue;
9559                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9560                                 return 0;
9561                         break;
9562                 }
9563                 if (i < bset->n_eq)
9564                         continue;
9565                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9566                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9567                                 continue;
9568                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9569                                 return 0;
9570                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9571                                 lower = 1;
9572                         else
9573                                 upper = 1;
9574                 }
9575                 if (!lower || !upper)
9576                         return 0;
9577         }
9578
9579         return 1;
9580 }
9581
9582 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9583 {
9584         if (!set)
9585                 return -1;
9586         if (set->n != 1)
9587                 return 0;
9588
9589         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9590 }
9591
9592 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9593 {
9594         if (!bset)
9595                 return -1;
9596         
9597         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9598 }
9599
9600 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9601 {
9602         if (!set)
9603                 return -1;
9604         
9605         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9606 }
9607
9608 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9609 {
9610         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9611         if (!bmap)
9612                 return NULL;
9613
9614         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9615         if (!bmap->dim)
9616                 goto error;
9617
9618         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9619
9620         return (isl_basic_set *)bmap;
9621 error:
9622         isl_basic_map_free(bmap);
9623         return NULL;
9624 }
9625
9626 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9627 {
9628         int i;
9629
9630         map = isl_map_cow(map);
9631         if (!map)
9632                 return NULL;
9633
9634         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9635                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9636                 if (!map->p[i])
9637                         goto error;
9638         }
9639         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9640         if (!map->dim)
9641                 goto error;
9642
9643         return (isl_set *)map;
9644 error:
9645         isl_map_free(map);
9646         return NULL;
9647 }
9648
9649 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9650 {
9651         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9652         if (!bset)
9653                 return NULL;
9654
9655         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9656         if (!bset->dim)
9657                 goto error;
9658
9659         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9660
9661         return (isl_basic_map *)bset;
9662 error:
9663         isl_basic_set_free(bset);
9664         return NULL;
9665 }
9666
9667 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9668 {
9669         int i;
9670
9671         if (!set)
9672                 return NULL;
9673
9674         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9675                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9676                         goto error);
9677
9678         set = isl_set_cow(set);
9679         if (!set)
9680                 return NULL;
9681
9682         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9683                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9684                 if (!set->p[i])
9685                         goto error;
9686         }
9687
9688         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9689         if (!set->dim)
9690                 goto error;
9691
9692         return (isl_map *)set;
9693 error:
9694         isl_set_free(set);
9695         return NULL;
9696 }
9697
9698 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9699         enum isl_dim_type type)
9700 {
9701         if (!bmap)
9702                 return NULL;
9703
9704         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9705                 return bmap;
9706
9707         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9708         if (!bmap)
9709                 return NULL;
9710
9711         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9712         if (!bmap->dim)
9713                 goto error;
9714
9715         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9716
9717         return bmap;
9718 error:
9719         isl_basic_map_free(bmap);
9720         return NULL;
9721 }
9722
9723 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9724         enum isl_dim_type type)
9725 {
9726         int i;
9727
9728         if (!map)
9729                 return NULL;
9730
9731         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9732                 return map;
9733
9734         map = isl_map_cow(map);
9735         if (!map)
9736                 return NULL;
9737
9738         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9739                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9740                 if (!map->p[i])
9741                         goto error;
9742         }
9743         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9744         if (!map->dim)
9745                 goto error;
9746
9747         return map;
9748 error:
9749         isl_map_free(map);
9750         return NULL;
9751 }
9752
9753 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9754 {
9755         if (!bmap)
9756                 return NULL;
9757
9758         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9759                 return bmap;
9760
9761         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9762         if (!bmap)
9763                 return NULL;
9764
9765         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9766         if (!bmap->dim)
9767                 goto error;
9768
9769         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9770
9771         return bmap;
9772 error:
9773         isl_basic_map_free(bmap);
9774         return NULL;
9775 }
9776
9777 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9778 {
9779         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9780 }
9781
9782 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9783         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9784 {
9785         if (!bmap)
9786                 return NULL;
9787
9788         if (!bmap->dim->nested[0])
9789                 return bmap;
9790
9791         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9792         if (!bmap)
9793                 return NULL;
9794
9795         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9796         if (!bmap->dim)
9797                 goto error;
9798
9799         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9800
9801         return bmap;
9802 error:
9803         isl_basic_map_free(bmap);
9804         return NULL;
9805 }
9806
9807 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9808         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9809 {
9810         if (!bmap)
9811                 return NULL;
9812
9813         if (!bmap->dim->nested[1])
9814                 return bmap;
9815
9816         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9817         if (!bmap)
9818                 return NULL;
9819
9820         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9821         if (!bmap->dim)
9822                 goto error;
9823
9824         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9825
9826         return bmap;
9827 error:
9828         isl_basic_map_free(bmap);
9829         return NULL;
9830 }
9831
9832 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9833 {
9834         int i;
9835
9836         if (!map)
9837                 return NULL;
9838
9839         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9840                 return map;
9841
9842         map = isl_map_cow(map);
9843         if (!map)
9844                 return NULL;
9845
9846         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9847                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9848                 if (!map->p[i])
9849                         goto error;
9850         }
9851         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9852         if (!map->dim)
9853                 goto error;
9854
9855         return map;
9856 error:
9857         isl_map_free(map);
9858         return NULL;
9859 }
9860
9861 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9862 {
9863         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9864 }
9865
9866 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9867 {
9868         isl_space *dim, *flat_dim;
9869         isl_map *map;
9870
9871         dim = isl_set_get_space(set);
9872         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9873         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9874         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9875
9876         return map;
9877 }
9878
9879 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9880 {
9881         int i;
9882
9883         if (!map)
9884                 return NULL;
9885
9886         if (!map->dim->nested[0])
9887                 return map;
9888
9889         map = isl_map_cow(map);
9890         if (!map)
9891                 return NULL;
9892
9893         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9894                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9895                 if (!map->p[i])
9896                         goto error;
9897         }
9898         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9899         if (!map->dim)
9900                 goto error;
9901
9902         return map;
9903 error:
9904         isl_map_free(map);
9905         return NULL;
9906 }
9907
9908 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9909 {
9910         int i;
9911
9912         if (!map)
9913                 return NULL;
9914
9915         if (!map->dim->nested[1])
9916                 return map;
9917
9918         map = isl_map_cow(map);
9919         if (!map)
9920                 return NULL;
9921
9922         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9923                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9924                 if (!map->p[i])
9925                         goto error;
9926         }
9927         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9928         if (!map->dim)
9929                 goto error;
9930
9931         return map;
9932 error:
9933         isl_map_free(map);
9934         return NULL;
9935 }
9936
9937 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9938  * and set the dimension specification to "dim".
9939  */
9940 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9941         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9942 {
9943         isl_basic_map *res;
9944         unsigned flags;
9945
9946         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9947         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9948                 goto error;
9949
9950         flags = bmap->flags;
9951         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9952         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9953         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9954         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9955                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9956         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9957         if (res)
9958                 res->flags = flags;
9959         res = isl_basic_map_finalize(res);
9960         return res;
9961 error:
9962         free(dim_map);
9963         isl_basic_map_free(bmap);
9964         isl_space_free(dim);
9965         return NULL;
9966 }
9967
9968 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9969  */
9970 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9971         __isl_take isl_reordering *r)
9972 {
9973         int i;
9974         struct isl_dim_map *dim_map;
9975
9976         map = isl_map_cow(map);
9977         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9978         if (!map || !r || !dim_map)
9979                 goto error;
9980
9981         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9982                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9983
9984                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9985
9986                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9987                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9988
9989                 if (!map->p[i])
9990                         goto error;
9991         }
9992
9993         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9994
9995         isl_reordering_free(r);
9996         free(dim_map);
9997         return map;
9998 error:
9999         free(dim_map);
10000         isl_map_free(map);
10001         isl_reordering_free(r);
10002         return NULL;
10003 }
10004
10005 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10006         __isl_take isl_reordering *r)
10007 {
10008         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10009 }
10010
10011 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10012         __isl_take isl_space *model)
10013 {
10014         isl_ctx *ctx;
10015
10016         if (!map || !model)
10017                 goto error;
10018
10019         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10020         if (!isl_space_has_named_params(model))
10021                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10022                         "model has unnamed parameters", goto error);
10023         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10024                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10025                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10026         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10027                 isl_reordering *exp;
10028
10029                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10030                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10031                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10032                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10033                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10034                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10035                 map = isl_map_realign(map, exp);
10036         }
10037
10038         isl_space_free(model);
10039         return map;
10040 error:
10041         isl_space_free(model);
10042         isl_map_free(map);
10043         return NULL;
10044 }
10045
10046 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10047         __isl_take isl_space *model)
10048 {
10049         return isl_map_align_params(set, model);
10050 }
10051
10052 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10053  * additional parameters if needed.
10054  */
10055 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10056         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10057 {
10058         isl_ctx *ctx;
10059
10060         if (!bmap || !model)
10061                 goto error;
10062
10063         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10064         if (!isl_space_has_named_params(model))
10065                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10066                         "model has unnamed parameters", goto error);
10067         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10068                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10069                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10070         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10071                 isl_reordering *exp;
10072                 struct isl_dim_map *dim_map;
10073
10074                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10075                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10076                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10077                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10078                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10079                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10080                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10081                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10082                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10083                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10084                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10085                 isl_reordering_free(exp);
10086                 free(dim_map);
10087         }
10088
10089         isl_space_free(model);
10090         return bmap;
10091 error:
10092         isl_space_free(model);
10093         isl_basic_map_free(bmap);
10094         return NULL;
10095 }
10096
10097 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10098  * additional parameters if needed.
10099  */
10100 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10101         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10102 {
10103         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10104 }
10105
10106 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10107                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10108                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10109                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10110 {
10111         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10112         struct isl_mat *mat;
10113         int i, j, k;
10114         int pos;
10115
10116         if (!bmap)
10117                 return NULL;
10118         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10119                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10120         if (!mat)
10121                 return NULL;
10122         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10123                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10124                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10125                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10126                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10127                                             bmap->eq[i][off + k]);
10128                                 ++pos;
10129                         }
10130                 }
10131
10132         return mat;
10133 }
10134
10135 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10136                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10137                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10138                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10139 {
10140         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10141         struct isl_mat *mat;
10142         int i, j, k;
10143         int pos;
10144
10145         if (!bmap)
10146                 return NULL;
10147         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10148                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10149         if (!mat)
10150                 return NULL;
10151         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10152                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10153                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10154                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10155                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10156                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10157                                 ++pos;
10158                         }
10159                 }
10160
10161         return mat;
10162 }
10163
10164 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10165         __isl_take isl_space *dim,
10166         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10167         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10168         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10169 {
10170         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10171         isl_basic_map *bmap;
10172         unsigned total;
10173         unsigned extra;
10174         int i, j, k, l;
10175         int pos;
10176
10177         if (!dim || !eq || !ineq)
10178                 goto error;
10179
10180         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10181                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10182                         "equalities and inequalities matrices should have "
10183                         "same number of columns", goto error);
10184
10185         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10186
10187         if (eq->n_col < total)
10188                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10189                         "number of columns too small", goto error);
10190
10191         extra = eq->n_col - total;
10192
10193         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10194                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10195         if (!bmap)
10196                 goto error;
10197         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10198                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10199                 if (k < 0)
10200                         goto error;
10201                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10202         }
10203         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10204                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10205                 if (l < 0)
10206                         goto error;
10207                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10208                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10209                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10210                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10211                                             eq->row[i][pos]);
10212                                 ++pos;
10213                         }
10214                 }
10215         }
10216         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10217                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10218                 if (l < 0)
10219                         goto error;
10220                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10221                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10222                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10223                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10224                                             ineq->row[i][pos]);
10225                                 ++pos;
10226                         }
10227                 }
10228         }
10229
10230         isl_space_free(dim);
10231         isl_mat_free(eq);
10232         isl_mat_free(ineq);
10233
10234         return bmap;
10235 error:
10236         isl_space_free(dim);
10237         isl_mat_free(eq);
10238         isl_mat_free(ineq);
10239         return NULL;
10240 }
10241
10242 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10243         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10244         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10245 {
10246         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10247                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10248 }
10249
10250 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10251         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10252         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10253 {
10254         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10255                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10256 }
10257
10258 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10259         __isl_take isl_space *dim,
10260         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10261         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10262 {
10263         return (isl_basic_set*)
10264             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10265                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10266 }
10267
10268 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10269 {
10270         if (!bmap)
10271                 return -1;
10272         
10273         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10274 }
10275
10276 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10277 {
10278         if (!map)
10279                 return -1;
10280         
10281         return isl_space_can_zip(map->dim);
10282 }
10283
10284 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10285  * (A -> C) -> (B -> D).
10286  */
10287 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10288 {
10289         unsigned pos;
10290         unsigned n1;
10291         unsigned n2;
10292
10293         if (!bmap)
10294                 return NULL;
10295
10296         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10297                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10298                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10299         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10300                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10301         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10302         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10303         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10304         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10305         if (!bmap)
10306                 return NULL;
10307         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10308         if (!bmap->dim)
10309                 goto error;
10310         return bmap;
10311 error:
10312         isl_basic_map_free(bmap);
10313         return NULL;
10314 }
10315
10316 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10317  * (A -> C) -> (B -> D).
10318  */
10319 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10320 {
10321         int i;
10322
10323         if (!map)
10324                 return NULL;
10325
10326         if (!isl_map_can_zip(map))
10327                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10328                         goto error);
10329
10330         map = isl_map_cow(map);
10331         if (!map)
10332                 return NULL;
10333
10334         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10335                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10336                 if (!map->p[i])
10337                         goto error;
10338         }
10339
10340         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10341         if (!map->dim)
10342                 goto error;
10343
10344         return map;
10345 error:
10346         isl_map_free(map);
10347         return NULL;
10348 }
10349
10350 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10351  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10352  */
10353 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10354 {
10355         if (!bmap)
10356                 return -1;
10357
10358         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10359 }
10360
10361 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10362  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10363  */
10364 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10365 {
10366         if (!map)
10367                 return -1;
10368
10369         return isl_space_can_curry(map->dim);
10370 }
10371
10372 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10373  * A -> (B -> C).
10374  */
10375 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10376 {
10377
10378         if (!bmap)
10379                 return NULL;
10380
10381         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10382                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10383                         "basic map cannot be curried", goto error);
10384         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10385         if (!bmap->dim)
10386                 goto error;
10387         return bmap;
10388 error:
10389         isl_basic_map_free(bmap);
10390         return NULL;
10391 }
10392
10393 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10394  * A -> (B -> C).
10395  */
10396 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10397 {
10398         int i;
10399
10400         if (!map)
10401                 return NULL;
10402
10403         if (!isl_map_can_curry(map))
10404                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10405                         goto error);
10406
10407         map = isl_map_cow(map);
10408         if (!map)
10409                 return NULL;
10410
10411         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10412                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10413                 if (!map->p[i])
10414                         goto error;
10415         }
10416
10417         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10418         if (!map->dim)
10419                 goto error;
10420
10421         return map;
10422 error:
10423         isl_map_free(map);
10424         return NULL;
10425 }
10426
10427 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10428  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10429  */
10430 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10431 {
10432         if (!bmap)
10433                 return -1;
10434
10435         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10436 }
10437
10438 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10439  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10440  */
10441 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10442 {
10443         if (!map)
10444                 return -1;
10445
10446         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10447 }
10448
10449 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10450  * (A -> B) -> C.
10451  */
10452 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10453 {
10454
10455         if (!bmap)
10456                 return NULL;
10457
10458         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10459                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10460                         "basic map cannot be uncurried",
10461                         return isl_basic_map_free(bmap));
10462         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10463         if (!bmap->dim)
10464                 return isl_basic_map_free(bmap);
10465         return bmap;
10466 }
10467
10468 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10469  * (A -> B) -> C.
10470  */
10471 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10472 {
10473         int i;
10474
10475         if (!map)
10476                 return NULL;
10477
10478         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10479                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10480                         return isl_map_free(map));
10481
10482         map = isl_map_cow(map);
10483         if (!map)
10484                 return NULL;
10485
10486         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10487                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10488                 if (!map->p[i])
10489                         return isl_map_free(map);
10490         }
10491
10492         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10493         if (!map->dim)
10494                 return isl_map_free(map);
10495
10496         return map;
10497 }
10498
10499 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10500  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10501  */
10502 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10503 {
10504         int k;
10505         int pos;
10506         isl_local_space *ls;
10507         isl_basic_map *bmap;
10508
10509         if (!aff)
10510                 return NULL;
10511
10512         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10513         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10514         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10515         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10516         if (k < 0)
10517                 goto error;
10518
10519         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10520         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10521         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10522         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10523                     aff->v->size - (pos + 1));
10524
10525         isl_aff_free(aff);
10526         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10527         return bmap;
10528 error:
10529         isl_aff_free(aff);
10530         isl_basic_map_free(bmap);
10531         return NULL;
10532 }
10533
10534 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10535  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10536  */
10537 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10538 {
10539         isl_basic_map *bmap;
10540
10541         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10542         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10543 }
10544
10545 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10546  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10547  * corresponding affine expression.
10548  */
10549 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10550         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10551 {
10552         int i;
10553         isl_space *space;
10554         isl_basic_map *bmap;
10555
10556         if (!maff)
10557                 return NULL;
10558
10559         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10560                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10561                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10562
10563         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10564         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10565
10566         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10567                 isl_aff *aff;
10568                 isl_basic_map *bmap_i;
10569
10570                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10571                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10572
10573                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10574         }
10575
10576         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10577
10578         isl_multi_aff_free(maff);
10579         return bmap;
10580 }
10581
10582 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10583  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10584  * corresponding affine expression.
10585  */
10586 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10587 {
10588         isl_basic_map *bmap;
10589
10590         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10591         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10592 }
10593
10594 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10595  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10596  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10597  * corresponding affine expression.
10598  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10599  * domain_dim.
10600  */
10601 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10602         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10603 {
10604         int i;
10605         isl_space *dim;
10606         isl_basic_map *bmap;
10607
10608         if (!list)
10609                 return NULL;
10610
10611         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10612         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10613
10614         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10615                 isl_aff *aff;
10616                 isl_basic_map *bmap_i;
10617
10618                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10619                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10620
10621                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10622         }
10623
10624         isl_aff_list_free(list);
10625         return bmap;
10626 }
10627
10628 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10629         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10630 {
10631         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10632 }
10633
10634 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10635  */
10636 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10637         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10638 {
10639         isl_basic_map *bmap = NULL;
10640         int i;
10641
10642         if (!space)
10643                 return NULL;
10644
10645         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10646                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10647                         "index out of bounds", goto error);
10648         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10649                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10650                         "index out of bounds", goto error);
10651
10652         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10653                 return isl_basic_map_universe(space);
10654
10655         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10656         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10657         if (i < 0)
10658                 goto error;
10659         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10660         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10661         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10662         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10663         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10664         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10665         isl_space_free(space);
10666         return bmap;
10667 error:
10668         isl_space_free(space);
10669         isl_basic_map_free(bmap);
10670         return NULL;
10671 }
10672
10673 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10674  */
10675 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10676         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10677 {
10678         isl_basic_map *eq;
10679
10680         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10681
10682         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10683
10684         return bmap;
10685 }
10686
10687 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10688  */
10689 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10690         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10691 {
10692         isl_basic_map *bmap;
10693
10694         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10695
10696         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10697
10698         return map;
10699 }
10700
10701 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10702  */
10703 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10704         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10705 {
10706         isl_basic_map *bmap = NULL;
10707         int i;
10708
10709         if (!map)
10710                 return NULL;
10711
10712         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10713                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10714                         "index out of bounds", goto error);
10715         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10716                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10717                         "index out of bounds", goto error);
10718
10719         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10720         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10721         if (i < 0)
10722                 goto error;
10723         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10724         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10725         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10726         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10727         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10728         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10729
10730         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10731
10732         return map;
10733 error:
10734         isl_basic_map_free(bmap);
10735         isl_map_free(map);
10736         return NULL;
10737 }
10738
10739 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10740  * greater than or equal to that of the second.
10741  */
10742 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10743         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10744 {
10745         isl_constraint *c;
10746         isl_local_space *ls;
10747
10748         if (!bmap)
10749                 return NULL;
10750
10751         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10752                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10753                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10754         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10755                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10756                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10757
10758         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10759                 return bmap;
10760
10761         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10762         c = isl_inequality_alloc(ls);
10763         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10764         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10765         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10766
10767         return bmap;
10768 }
10769
10770 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10771  * greater than that of the second.
10772  */
10773 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10774         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10775 {
10776         isl_basic_map *bmap = NULL;
10777         int i;
10778
10779         if (!map)
10780                 return NULL;
10781
10782         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10783                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10784                         "index out of bounds", goto error);
10785         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10786                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10787                         "index out of bounds", goto error);
10788
10789         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10790                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10791                 isl_map_free(map);
10792                 return isl_map_empty(space);
10793         }
10794
10795         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10796         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10797         if (i < 0)
10798                 goto error;
10799         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10800         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10801         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10802         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10803         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10804         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10805         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10806
10807         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10808
10809         return map;
10810 error:
10811         isl_basic_map_free(bmap);
10812         isl_map_free(map);
10813         return NULL;
10814 }
10815
10816 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10817  * smaller than that of the second.
10818  */
10819 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10820         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10821 {
10822         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10823 }
10824
10825 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10826         int pos)
10827 {
10828         isl_aff *div;
10829         isl_local_space *ls;
10830
10831         if (!bmap)
10832                 return NULL;
10833
10834         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10835                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10836                         "some divs are unknown", return NULL);
10837
10838         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10839         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10840         isl_local_space_free(ls);
10841
10842         return div;
10843 }
10844
10845 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10846         int pos)
10847 {
10848         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10849 }
10850
10851 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10852  *
10853  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10854  *
10855  *      f/d
10856  *
10857  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10858  *
10859  *      floor((a i + g)/m)
10860  *
10861  * is replaced by
10862  *
10863  *      floor((a f + d g)/(m d))
10864  *
10865  * Constraints of the form
10866  *
10867  *      a i + g
10868  *
10869  * are replaced by
10870  *
10871  *      a f + d g
10872  *
10873  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10874  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10875  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10876  */
10877 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10878         __isl_take isl_basic_set *bset,
10879         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10880 {
10881         int i;
10882         isl_int v;
10883         isl_ctx *ctx;
10884
10885         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10886                 return bset;
10887
10888         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10889         if (!bset || !subs)
10890                 goto error;
10891
10892         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10893         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10894                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10895                         "spaces don't match", goto error);
10896         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10897                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10898                         "cannot handle divs yet", goto error);
10899         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10900                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10901                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10902
10903         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10904
10905         isl_int_init(v);
10906
10907         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10908                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10909                         continue;
10910                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10911                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10912                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10913                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10914         }
10915
10916         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10917                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10918                         continue;
10919                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10920                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10921                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10922                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10923         }
10924
10925         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10926                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10927                         continue;
10928                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10929                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10930                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10931                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10932                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10933                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10934         }
10935
10936         isl_int_clear(v);
10937
10938         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10939         return isl_basic_set_finalize(bset);
10940 error:
10941         isl_basic_set_free(bset);
10942         return NULL;
10943 }
10944
10945 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10946  */
10947 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10948         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10949 {
10950         int i;
10951
10952         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10953                 return set;
10954
10955         set = isl_set_cow(set);
10956         if (!set || !subs)
10957                 goto error;
10958
10959         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10960                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10961                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10962                         goto error;
10963         }
10964
10965         return set;
10966 error:
10967         isl_set_free(set);
10968         return NULL;
10969 }
10970
10971 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10972  * Return -1 if anything is wrong.
10973  */
10974 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
10975         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10976 {
10977         int m;
10978         isl_space *ma_space;
10979
10980         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
10981         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
10982         isl_space_free(ma_space);
10983         if (m >= 0 && !m)
10984                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10985                         "spaces don't match", return -1);
10986         return m;
10987 }
10988
10989 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
10990  * Return -1 if anything is wrong.
10991  */
10992 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
10993         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10994 {
10995         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
10996 }
10997
10998 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
10999  * of the other divs in "bset".
11000  */
11001 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11002         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11003 {
11004         int i;
11005         isl_local_space *ls;
11006
11007         if (n_div == 0)
11008                 return 0;
11009
11010         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11011         if (!ls)
11012                 return -1;
11013
11014         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11015                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11016                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11017                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11018                         goto error;
11019         }
11020
11021         isl_local_space_free(ls);
11022         return 0;
11023 error:
11024         isl_local_space_free(ls);
11025         return -1;
11026 }
11027
11028 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11029  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11030  * different from one?
11031  */
11032 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11033 {
11034         int i;
11035         int strides = 0;
11036
11037         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11038                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11039                         strides++;
11040
11041         return strides;
11042 }
11043
11044 /* For each affine expression in ma of the form
11045  *
11046  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11047  *
11048  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11049  * of the form
11050  *
11051  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11052  *
11053  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11054  */
11055 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11056         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11057 {
11058         int i, k;
11059         int div;
11060         int total;
11061
11062         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11063         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11064                 int len;
11065
11066                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11067                         continue;
11068                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11069                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11070                 if (div < 0 || k < 0)
11071                         goto error;
11072                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11073                 len = ma->p[i]->v->size;
11074                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11075                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11076                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11077                 total++;
11078         }
11079
11080         return bset;
11081 error:
11082         isl_basic_set_free(bset);
11083         return NULL;
11084 }
11085
11086 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11087  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11088  * that lives in the domain space of "ma".
11089  *
11090  * If bset is represented by
11091  *
11092  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11093  *
11094  * and ma is represented by
11095  *
11096  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11097  *
11098  * then the result is
11099  *
11100  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11101  *
11102  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11103  * In particular
11104  *
11105  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11106  *
11107  * becomes
11108  *
11109  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11110  *
11111  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11112  *
11113  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11114  *
11115  * the additional constraints are added to ensure that we only
11116  * map back integer points.  That is we enforce
11117  *
11118  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11119  *
11120  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11121  *
11122  * We first copy over the divs from "ma".
11123  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11124  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11125  */
11126 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11127         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11128 {
11129         int i, k;
11130         isl_space *space;
11131         isl_basic_set *res = NULL;
11132         int n_div_bset, n_div_ma;
11133         isl_int f, c1, c2, g;
11134         int rational, strides;
11135
11136         isl_int_init(f);
11137         isl_int_init(c1);
11138         isl_int_init(c2);
11139         isl_int_init(g);
11140
11141         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11142         if (!bset || !ma)
11143                 goto error;
11144         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11145                 goto error;
11146
11147         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11148         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11149
11150         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11151         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11152         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11153         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11154                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11155         if (rational)
11156                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11157
11158         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11159                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11160                         goto error;
11161
11162         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11163                 goto error;
11164
11165         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11166                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11167                 if (k < 0)
11168                         goto error;
11169                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11170                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11171         }
11172
11173         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11174                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11175                 if (k < 0)
11176                         goto error;
11177                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11178                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11179         }
11180
11181         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11182                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11183                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11184                         continue;
11185                 }
11186                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11187                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11188         }
11189
11190         if (strides)
11191                 res = add_ma_strides(res, ma);
11192
11193         isl_int_clear(f);
11194         isl_int_clear(c1);
11195         isl_int_clear(c2);
11196         isl_int_clear(g);
11197         isl_basic_set_free(bset);
11198         isl_multi_aff_free(ma);
11199         res = isl_basic_set_simplify(res);
11200         return isl_basic_set_finalize(res);
11201 error:
11202         isl_int_clear(f);
11203         isl_int_clear(c1);
11204         isl_int_clear(c2);
11205         isl_int_clear(g);
11206         isl_basic_set_free(bset);
11207         isl_multi_aff_free(ma);
11208         isl_basic_set_free(res);
11209         return NULL;
11210 }
11211
11212 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11213  * Return -1 if anything is wrong.
11214  */
11215 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11216         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11217 {
11218         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11219 }
11220
11221 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11222  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11223  * that lives in the domain space of "ma".
11224  */
11225 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11226         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11227 {
11228         int i;
11229
11230         set = isl_set_cow(set);
11231         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11232         if (!set || !ma)
11233                 goto error;
11234         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11235                 goto error;
11236
11237         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11238                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11239                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11240                 if (!set->p[i])
11241                         goto error;
11242         }
11243
11244         isl_space_free(set->dim);
11245         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11246         if (!set->dim)
11247                 goto error;
11248
11249         isl_multi_aff_free(ma);
11250         if (set->n > 1)
11251                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11252         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11253         return set;
11254 error:
11255         isl_multi_aff_free(ma);
11256         isl_set_free(set);
11257         return NULL;
11258 }
11259
11260 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11261         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11262 {
11263         if (!set || !ma)
11264                 goto error;
11265
11266         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11267                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11268
11269         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11270             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11271                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11272                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11273         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11274         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11275
11276         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11277 error:
11278         isl_multi_aff_free(ma);
11279         return isl_set_free(set);
11280 }
11281
11282 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11283  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11284  * that lives in the domain space of "pma".
11285  */
11286 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11287         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11288 {
11289         int i;
11290         isl_set *res;
11291
11292         if (!pma)
11293                 goto error;
11294
11295         if (pma->n == 0) {
11296                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11297                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11298                 isl_set_free(set);
11299                 return res;
11300         }
11301
11302         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11303                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11304         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11305
11306         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11307                 isl_set *res_i;
11308
11309                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11310                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11311                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11312                 res = isl_set_union(res, res_i);
11313         }
11314
11315         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11316         isl_set_free(set);
11317         return res;
11318 error:
11319         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11320         isl_set_free(set);
11321         return NULL;
11322 }
11323
11324 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11325         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11326 {
11327         if (!set || !pma)
11328                 goto error;
11329
11330         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11331                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11332
11333         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11334             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11335                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11336                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11337         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11338         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11339
11340         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11341 error:
11342         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11343         return isl_set_free(set);
11344 }