add isl_aff_mod_val
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012-2013 Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl/lp.h>
22 #include <isl/seq.h>
23 #include <isl/set.h>
24 #include <isl/map.h>
25 #include "isl_map_piplib.h"
26 #include <isl_reordering.h>
27 #include "isl_sample.h"
28 #include "isl_tab.h"
29 #include <isl/vec.h>
30 #include <isl_mat_private.h>
31 #include <isl_dim_map.h>
32 #include <isl_local_space_private.h>
33 #include <isl_aff_private.h>
34 #include <isl_options_private.h>
35 #include <isl_morph.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 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1149  *
1150  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1151  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1152  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1153  * change in the ordering of the constraints.
1154  */
1155 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1156                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1157 {
1158         isl_int *t;
1159
1160         t = bmap->ineq[pos];
1161         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1162         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1163         bmap->eq[-1] = t;
1164         bmap->n_eq++;
1165         bmap->n_ineq--;
1166         bmap->eq--;
1167         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1168         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1169         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1170         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1171 }
1172
1173 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1174 {
1175         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1176 }
1177
1178 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1179 {
1180         struct isl_ctx *ctx;
1181         if (!bmap)
1182                 return -1;
1183         ctx = bmap->ctx;
1184         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1185         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1186         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1187         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1188         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1189         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1190                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1191                       bmap->extra - bmap->n_div);
1192         return bmap->n_ineq++;
1193 }
1194
1195 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1196 {
1197         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1205         bmap->n_ineq -= n;
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1210 {
1211         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1212 }
1213
1214 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1215 {
1216         isl_int *t;
1217         if (!bmap)
1218                 return -1;
1219         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1220
1221         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1222                 t = bmap->ineq[pos];
1223                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1224                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1225                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1226         }
1227         bmap->n_ineq--;
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1232 {
1233         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1234 }
1235
1236 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1237         isl_int *eq)
1238 {
1239         int k;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1245         if (k < 0)
1246                 goto error;
1247         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1248         return bmap;
1249 error:
1250         isl_basic_map_free(bmap);
1251         return NULL;
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1255         isl_int *eq)
1256 {
1257         return (isl_basic_set *)
1258                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1259 }
1260
1261 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1262         isl_int *ineq)
1263 {
1264         int k;
1265
1266         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1267         if (!bmap)
1268                 return NULL;
1269         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1270         if (k < 0)
1271                 goto error;
1272         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1273         return bmap;
1274 error:
1275         isl_basic_map_free(bmap);
1276         return NULL;
1277 }
1278
1279 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1280         isl_int *ineq)
1281 {
1282         return (isl_basic_set *)
1283                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1284 }
1285
1286 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1287 {
1288         if (!bmap)
1289                 return -1;
1290         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1291         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1292                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1293                       bmap->extra - bmap->n_div);
1294         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1295         return bmap->n_div++;
1296 }
1297
1298 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1299 {
1300         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1301 }
1302
1303 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1304 {
1305         if (!bmap)
1306                 return -1;
1307         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1308         bmap->n_div -= n;
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1313 {
1314         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1315 }
1316
1317 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1318  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1319  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1320  * variables.
1321  */
1322 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1323                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1324                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1325 {
1326         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1327         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1328         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1329         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1330         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1331         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1332         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1333         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1334         if (dst_nparam > src_nparam)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1336                                 dst_nparam - src_nparam);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1339                     src+1+src_nparam,
1340                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1341         if (dst_in-in_off > src_in)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1343                                 dst_in - in_off - src_in);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in,
1347                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1348         if (dst_out-out_off > src_out)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1350                                 dst_out - out_off - src_out);
1351         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1352         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1353                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1354                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1355         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1356                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1357                                 div_off+src_map->n_div,
1358                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1359 }
1360
1361 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1362                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1363                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1364 {
1365         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1366         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1367 }
1368
1369 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1370                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1371 {
1372         int i;
1373         unsigned div_off;
1374
1375         if (!bmap1 || !bmap2)
1376                 goto error;
1377
1378         div_off = bmap1->n_div;
1379
1380         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1381                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1382                 if (i1 < 0)
1383                         goto error;
1384                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1385                                 i_pos, o_pos, div_off);
1386         }
1387
1388         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1389                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1390                 if (i1 < 0)
1391                         goto error;
1392                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1393                                 i_pos, o_pos, div_off);
1394         }
1395
1396         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1397                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1398                 if (i1 < 0)
1399                         goto error;
1400                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1401                          i_pos, o_pos, div_off);
1402         }
1403
1404         isl_basic_map_free(bmap2);
1405
1406         return bmap1;
1407
1408 error:
1409         isl_basic_map_free(bmap1);
1410         isl_basic_map_free(bmap2);
1411         return NULL;
1412 }
1413
1414 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1415                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1416 {
1417         return (struct isl_basic_set *)
1418                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1419                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1420 }
1421
1422 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1423                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1424                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1425 {
1426         struct isl_basic_map *ext;
1427         unsigned flags;
1428         int dims_ok;
1429
1430         if (!dim)
1431                 goto error;
1432
1433         if (!base)
1434                 goto error;
1435
1436         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1437                   base->extra >= base->n_div + extra;
1438
1439         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1440                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1441                 isl_space_free(dim);
1442                 return base;
1443         }
1444
1445         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1446         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1447         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1448         extra += base->extra;
1449         n_eq += base->n_eq;
1450         n_ineq += base->n_ineq;
1451
1452         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1453         dim = NULL;
1454         if (!ext)
1455                 goto error;
1456
1457         if (dims_ok)
1458                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1459         flags = base->flags;
1460         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1461         if (ext) {
1462                 ext->flags = flags;
1463                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1464         }
1465
1466         return ext;
1467
1468 error:
1469         isl_space_free(dim);
1470         isl_basic_map_free(base);
1471         return NULL;
1472 }
1473
1474 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1475                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1476                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1477 {
1478         return (struct isl_basic_set *)
1479                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1480                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1481 }
1482
1483 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1484                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1485 {
1486         if (!base)
1487                 return NULL;
1488         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1489                                         0, n_eq, n_ineq);
1490 }
1491
1492 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1493                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1494                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1495 {
1496         struct isl_basic_map *bmap;
1497         isl_space *dim;
1498
1499         if (!base)
1500                 return NULL;
1501         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1502         if (!dim)
1503                 goto error;
1504
1505         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1506         return bmap;
1507 error:
1508         isl_basic_map_free(base);
1509         return NULL;
1510 }
1511
1512 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1513                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1514                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1515 {
1516         return (struct isl_basic_set *)
1517                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1518                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1519 }
1520
1521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1522                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1526                                                     n_eq, n_ineq);
1527 }
1528
1529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1530 {
1531         return (struct isl_basic_set *)
1532                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1533 }
1534
1535 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1536 {
1537         if (!bmap)
1538                 return NULL;
1539
1540         if (bmap->ref > 1) {
1541                 bmap->ref--;
1542                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1543         }
1544         if (bmap)
1545                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1546         return bmap;
1547 }
1548
1549 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1550 {
1551         if (!set)
1552                 return NULL;
1553
1554         if (set->ref == 1)
1555                 return set;
1556         set->ref--;
1557         return isl_set_dup(set);
1558 }
1559
1560 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1561 {
1562         if (!map)
1563                 return NULL;
1564
1565         if (map->ref == 1)
1566                 return map;
1567         map->ref--;
1568         return isl_map_dup(map);
1569 }
1570
1571 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1572                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1573 {
1574         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1575         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1576         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1577 }
1578
1579 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1580         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1581 {
1582         int i;
1583         struct isl_blk blk;
1584
1585         if (!bmap)
1586                 goto error;
1587
1588         isl_assert(bmap->ctx,
1589                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1590
1591         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1592                 return bmap;
1593
1594         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1595         if (!bmap)
1596                 return NULL;
1597
1598         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1599         if (isl_blk_is_error(blk))
1600                 goto error;
1601
1602         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1603                 swap_vars(blk,
1604                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1605
1606         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1607                 swap_vars(blk,
1608                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1611                 swap_vars(blk,
1612                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1613
1614         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1615
1616         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1617         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1619 error:
1620         isl_basic_map_free(bmap);
1621         return NULL;
1622 }
1623
1624 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1625         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1626 {
1627         unsigned dim;
1628         unsigned nparam;
1629
1630         if (!bset)
1631                 return NULL;
1632
1633         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1634         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1635         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1636
1637         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1638 error:
1639         isl_basic_set_free(bset);
1640         return NULL;
1641 }
1642
1643 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1644 {
1645         int i = 0;
1646         unsigned total;
1647         if (!bmap)
1648                 goto error;
1649         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1650         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1651         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1652         if (bmap->n_eq > 0)
1653                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1654         else {
1655                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1656                 if (i < 0)
1657                         goto error;
1658         }
1659         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1660         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1661         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1662         isl_vec_free(bmap->sample);
1663         bmap->sample = NULL;
1664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1665 error:
1666         isl_basic_map_free(bmap);
1667         return NULL;
1668 }
1669
1670 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1671 {
1672         return (struct isl_basic_set *)
1673                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1674 }
1675
1676 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" (without modifying any of the constraints
1677  * of "bmap").
1678  */
1679 static void swap_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1680 {
1681         isl_int *t = bmap->div[a];
1682         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1683         bmap->div[b] = t;
1684 }
1685
1686 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" and adjust the constraints and
1687  * div definitions accordingly.
1688  */
1689 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1690 {
1691         int i;
1692         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1693
1694         swap_div(bmap, a, b);
1695
1696         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1697                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1698
1699         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1700                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1701
1702         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1703                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1704         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1705 }
1706
1707 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1708  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1709  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1710  */
1711 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1712         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1713 {
1714         int i;
1715
1716         if (!map)
1717                 return NULL;
1718         if (n == 0)
1719                 return map;
1720
1721         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1722                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1723                         "index out of bounds", goto error);
1724
1725         map = isl_map_cow(map);
1726         if (!map)
1727                 return NULL;
1728
1729         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1730                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1731                 if (!map->p[i])
1732                         goto error;
1733         }
1734         return map;
1735 error:
1736         isl_map_free(map);
1737         return NULL;
1738 }
1739
1740 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1741  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1742  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1743  */
1744 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1745         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1746 {
1747         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1748 }
1749
1750 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1751  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1752  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1753  */
1754 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1755         unsigned first, unsigned n)
1756 {
1757         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1758 }
1759
1760 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1761         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1762 {
1763         if (!bmap)
1764                 return NULL;
1765         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1766                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1767         if (!bmap)
1768                 return NULL;
1769         bmap->n_div = 0;
1770         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1771 }
1772
1773 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1774         __isl_take isl_basic_set *bset)
1775 {
1776         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1777                         (struct isl_basic_map *)bset);
1778 }
1779
1780 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1781 {
1782         int i;
1783
1784         if (!map)
1785                 return NULL;
1786         if (map->n == 0)
1787                 return map;
1788
1789         map = isl_map_cow(map);
1790         if (!map)
1791                 return NULL;
1792         
1793         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1794                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1795                 if (!map->p[i])
1796                         goto error;
1797         }
1798         return map;
1799 error:
1800         isl_map_free(map);
1801         return NULL;
1802 }
1803
1804 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1805 {
1806         return isl_map_remove_divs(set);
1807 }
1808
1809 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1810         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1811 {
1812         if (!bmap)
1813                 return NULL;
1814         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1815                         goto error);
1816         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1817                 return bmap;
1818         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1819                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1820         if (!bmap)
1821                 return bmap;
1822         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1823                 return bmap;
1824         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1825         return bmap;
1826 error:
1827         isl_basic_map_free(bmap);
1828         return NULL;
1829 }
1830
1831 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1832  * any of the given variables.
1833  */
1834 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1835         unsigned first, unsigned n)
1836 {
1837         int i;
1838         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1839
1840         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1841                 return 0;
1842         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1843                 return 1;
1844
1845         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1846                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1847                         continue;
1848                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1849                         return 1;
1850         }
1851
1852         return 0;
1853 }
1854
1855 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1856  * based on inequality "i".
1857  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1858  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1859  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1860  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1861  *
1862  * The calling function has already checked that the inequality does not
1863  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1864  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1865  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1866  *
1867  * Let "div" be of the form
1868  *
1869  *      q = floor((a + f(x))/d)
1870  *
1871  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1872  *
1873  *      b + f(x) >= 0
1874  *
1875  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1876  * However, we allow a slightly more general form
1877  *
1878  *      b + g(x) >= 0
1879  *
1880  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1881  * divisible by d.
1882  * Rewriting this constraint as
1883  *
1884  *      0 >= -b - g(x)
1885  *
1886  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1887  *
1888  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1889  *
1890  * Taking the floor on both sides, we obtain
1891  *
1892  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1893  *
1894  * or
1895  *
1896  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1897  *
1898  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1899  *
1900  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1901  *
1902  */
1903 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1904         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1905         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1906 {
1907         int j;
1908
1909         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1910                 if (lb) {
1911                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1912                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1913                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1914                 }
1915                 if (ub) {
1916                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1917                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1918                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1919                 }
1920         }
1921         if (!lb && !ub)
1922                 return bmap;
1923
1924         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1925         if (lb) {
1926                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1927                 if (k < 0)
1928                         goto error;
1929                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1930                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1931                                         bmap->div[div][1 + j]);
1932                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1933                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1934                 }
1935                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1936         }
1937         if (ub) {
1938                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1939                 if (k < 0)
1940                         goto error;
1941                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1942                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1943                                         bmap->div[div][1 + j]);
1944                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1945                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1946                 }
1947                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1948         }
1949
1950         return bmap;
1951 error:
1952         isl_basic_map_free(bmap);
1953         return NULL;
1954 }
1955
1956 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1957  * using Fourier-Motzkin.
1958  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1959  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1960  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1961  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1962  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1963  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1964  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1965  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1966  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1967  * on "div".
1968  *
1969  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1970  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1971  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1972  * Consider, for example, the set
1973  *
1974  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1975  *
1976  * The second constraint can be rewritten as
1977  *
1978  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1979  *
1980  * from which we can derive
1981  *
1982  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1983  *
1984  * or
1985  *
1986  *      i + 2j <= 3 + 2k
1987  *
1988  * Combined with the first constraint, we obtain
1989  *
1990  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1991  *
1992  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1993  * the first constraint, we obtain
1994  *
1995  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1996  *
1997  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1998  *
1999  *      k >= -2
2000  */
2001 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
2002         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
2003 {
2004         int i;
2005         int check_lb, check_ub;
2006         isl_int v;
2007         unsigned total;
2008
2009         if (!bmap)
2010                 return NULL;
2011
2012         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2013                 return bmap;
2014
2015         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2016
2017         check_lb = 0;
2018         check_ub = 0;
2019         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2020                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2021                 if (s > 0)
2022                         check_ub = 1;
2023                 if (s < 0)
2024                         check_lb = 1;
2025         }
2026
2027         if (!check_lb && !check_ub)
2028                 return bmap;
2029
2030         isl_int_init(v);
2031
2032         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2033                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2034                         continue;
2035
2036                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2037                                                         check_lb, check_ub);
2038         }
2039
2040         isl_int_clear(v);
2041
2042         return bmap;
2043 }
2044
2045 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2046  * in their definitions.
2047  */
2048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2049         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2050         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2051 {
2052         int i;
2053
2054         if (!bmap)
2055                 return NULL;
2056         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2057                         goto error);
2058         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2059
2060         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2061                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2062                         continue;
2063                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2064                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2065                 if (!bmap)
2066                         return NULL;
2067                 i = bmap->n_div;
2068         }
2069
2070         return bmap;
2071 error:
2072         isl_basic_map_free(bmap);
2073         return NULL;
2074 }
2075
2076 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2077         __isl_take isl_basic_set *bset,
2078         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2079 {
2080         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2081 }
2082
2083 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2084         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2085 {
2086         int i;
2087
2088         if (!map)
2089                 return NULL;
2090         if (map->n == 0)
2091                 return map;
2092
2093         map = isl_map_cow(map);
2094         if (!map)
2095                 return NULL;
2096
2097         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2098                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2099                                                                 type, first, n);
2100                 if (!map->p[i])
2101                         goto error;
2102         }
2103         return map;
2104 error:
2105         isl_map_free(map);
2106         return NULL;
2107 }
2108
2109 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2110         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2111 {
2112         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2113                                                               type, first, n);
2114 }
2115
2116 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2117  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2118  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2119  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2120  * div.
2121  */
2122 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2123         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2124 {
2125         int i;
2126
2127         if (!bmap)
2128                 return -1;
2129
2130         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2131                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2132                         "index out of bounds", return -1);
2133
2134         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2135         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2136                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2137                         return 1;
2138         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2139                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2140                         return 1;
2141         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2142                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2143                         continue;
2144                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2145                         return 1;
2146         }
2147
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2152         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2153 {
2154         int i;
2155
2156         if (!map)
2157                 return -1;
2158
2159         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2160                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2161                         "index out of bounds", return -1);
2162
2163         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2164                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2165                                                             type, first, n);
2166                 if (involves < 0 || involves)
2167                         return involves;
2168         }
2169
2170         return 0;
2171 }
2172
2173 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2174         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2175 {
2176         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2177 }
2178
2179 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2180         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2181 {
2182         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2183 }
2184
2185 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2186  * on unknown divs.
2187  */
2188 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2189 {
2190         int i;
2191         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2192
2193         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2194                 return 1;
2195
2196         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2197                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2198                         continue;
2199                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2200                         return 1;
2201         }
2202
2203         return 0;
2204 }
2205
2206 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2207  */
2208 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2209         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2210 {
2211         int i;
2212
2213         if (!bmap)
2214                 return NULL;
2215
2216         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2217                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2218                         continue;
2219                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2220                 if (!bmap)
2221                         return NULL;
2222                 i = bmap->n_div;
2223         }
2224
2225         return bmap;
2226 }
2227
2228 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2229  */
2230 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2231         __isl_take isl_basic_set *bset)
2232 {
2233         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2234 }
2235
2236 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2237 {
2238         int i;
2239
2240         if (!map)
2241                 return NULL;
2242         if (map->n == 0)
2243                 return map;
2244
2245         map = isl_map_cow(map);
2246         if (!map)
2247                 return NULL;
2248
2249         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2250                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2251                 if (!map->p[i])
2252                         goto error;
2253         }
2254         return map;
2255 error:
2256         isl_map_free(map);
2257         return NULL;
2258 }
2259
2260 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2261 {
2262         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2263 }
2264
2265 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2266         __isl_take isl_basic_set *bset,
2267         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2268 {
2269         return (isl_basic_set *)
2270             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2271 }
2272
2273 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2274         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2275 {
2276         int i;
2277
2278         if (n == 0)
2279                 return map;
2280
2281         map = isl_map_cow(map);
2282         if (!map)
2283                 return NULL;
2284         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2285         
2286         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2287                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2288                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2289                 if (!map->p[i])
2290                         goto error;
2291         }
2292         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2293         return map;
2294 error:
2295         isl_map_free(map);
2296         return NULL;
2297 }
2298
2299 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2300         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2301 {
2302         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2303 }
2304
2305 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2306 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2307         unsigned first, unsigned n)
2308 {
2309         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2310 }
2311
2312 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2313                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2314 {
2315         const char *name;
2316         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2317         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2318         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2319         if (!pos)
2320                 isl_int_print(out, c, 0);
2321         else {
2322                 if (!isl_int_is_one(c))
2323                         isl_int_print(out, c, 0);
2324                 if (pos < 1 + nparam) {
2325                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2326                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2327                         if (name)
2328                                 fprintf(out, "%s", name);
2329                         else
2330                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2331                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2332                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2333                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2334                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2335                 else
2336                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2337         }
2338 }
2339
2340 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2341                                 int sign, FILE *out)
2342 {
2343         int i;
2344         int first;
2345         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2346         isl_int v;
2347
2348         isl_int_init(v);
2349         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2350                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2351                         continue;
2352                 if (!first)
2353                         fprintf(out, " + ");
2354                 first = 0;
2355                 isl_int_abs(v, c[i]);
2356                 dump_term(bmap, v, i, out);
2357         }
2358         isl_int_clear(v);
2359         if (first)
2360                 fprintf(out, "0");
2361 }
2362
2363 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2364                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2365 {
2366         int i;
2367
2368         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2369
2370         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2371         fprintf(out, " %s ", op);
2372         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2373
2374         fprintf(out, "\n");
2375
2376         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2377                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2378                         continue;
2379                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2380                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2381                 abort();
2382         }
2383 }
2384
2385 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2386                                 isl_int **c, unsigned n,
2387                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2388 {
2389         int i;
2390
2391         for (i = 0; i < n; ++i)
2392                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2393 }
2394
2395 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2396 {
2397         int j;
2398         int first = 1;
2399         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2400
2401         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2402                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2403                         continue;
2404                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2405                         fprintf(out, "+");
2406                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2407                 first = 0;
2408         }
2409 }
2410
2411 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2412 {
2413         int i;
2414
2415         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2416         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2417
2418         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2419                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2420                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2421                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2422                 fprintf(out, ")/");
2423                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2424                 fprintf(out, "]\n");
2425         }
2426 }
2427
2428 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2429         FILE *out, int indent)
2430 {
2431         if (!bset) {
2432                 fprintf(out, "null basic set\n");
2433                 return;
2434         }
2435
2436         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2437         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2438                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2439                         bset->extra, bset->flags);
2440         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2441 }
2442
2443 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2444         FILE *out, int indent)
2445 {
2446         if (!bmap) {
2447                 fprintf(out, "null basic map\n");
2448                 return;
2449         }
2450
2451         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2452         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2453                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2454                 bmap->ref,
2455                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2456                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2457         dump(bmap, out, indent);
2458 }
2459
2460 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2461 {
2462         unsigned total;
2463         if (!bmap)
2464                 return -1;
2465         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2466         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2467         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2468         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2469         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2470         return 0;
2471 }
2472
2473 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2474         unsigned flags)
2475 {
2476         struct isl_set *set;
2477
2478         if (!dim)
2479                 return NULL;
2480         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2481         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2482         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2483                         sizeof(struct isl_set) +
2484                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2485         if (!set)
2486                 goto error;
2487
2488         set->ctx = dim->ctx;
2489         isl_ctx_ref(set->ctx);
2490         set->ref = 1;
2491         set->size = n;
2492         set->n = 0;
2493         set->dim = dim;
2494         set->flags = flags;
2495         return set;
2496 error:
2497         isl_space_free(dim);
2498         return NULL;
2499 }
2500
2501 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2502                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2503 {
2504         struct isl_set *set;
2505         isl_space *dims;
2506
2507         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2508         if (!dims)
2509                 return NULL;
2510
2511         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2512         return set;
2513 }
2514
2515 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2516  */
2517 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2518 {
2519         int i;
2520         struct isl_map *grown = NULL;
2521
2522         if (!map)
2523                 return NULL;
2524         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2525         if (map->n + n <= map->size)
2526                 return map;
2527         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2528         if (!grown)
2529                 goto error;
2530         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2531                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2532                 if (!grown->p[i])
2533                         goto error;
2534                 grown->n++;
2535         }
2536         isl_map_free(map);
2537         return grown;
2538 error:
2539         isl_map_free(grown);
2540         isl_map_free(map);
2541         return NULL;
2542 }
2543
2544 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2545  */
2546 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2547 {
2548         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2549 }
2550
2551 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2552 {
2553         int i;
2554         struct isl_set *dup;
2555
2556         if (!set)
2557                 return NULL;
2558
2559         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2560         if (!dup)
2561                 return NULL;
2562         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2563                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2564         return dup;
2565 }
2566
2567 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2568 {
2569         return isl_map_from_basic_map(bset);
2570 }
2571
2572 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2573 {
2574         struct isl_map *map;
2575
2576         if (!bmap)
2577                 return NULL;
2578
2579         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2580         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2581 }
2582
2583 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2584                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2585 {
2586         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2587                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2588 }
2589
2590 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2591 {
2592         int i;
2593
2594         if (!set)
2595                 return NULL;
2596
2597         if (--set->ref > 0)
2598                 return NULL;
2599
2600         isl_ctx_deref(set->ctx);
2601         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2602                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2603         isl_space_free(set->dim);
2604         free(set);
2605
2606         return NULL;
2607 }
2608
2609 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2610 {
2611         int i;
2612
2613         if (!set) {
2614                 fprintf(out, "null set\n");
2615                 return;
2616         }
2617
2618         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2619         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2620                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2621                         set->flags);
2622         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2623                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2624                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2625                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2626         }
2627 }
2628
2629 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2630 {
2631         int i;
2632
2633         if (!map) {
2634                 fprintf(out, "null map\n");
2635                 return;
2636         }
2637
2638         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2639         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2640                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2641                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2642                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2643         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2644                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2645                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2646                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2647         }
2648 }
2649
2650 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2651                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2652 {
2653         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2654
2655         if (!bmap || !bset)
2656                 goto error;
2657
2658         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2659                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2660
2661         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2662                 isl_assert(bset->ctx,
2663                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2664
2665         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2666         if (!bmap)
2667                 goto error;
2668         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2669                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2670         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2671         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2672
2673         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2674         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2675 error:
2676         isl_basic_map_free(bmap);
2677         isl_basic_set_free(bset);
2678         return NULL;
2679 }
2680
2681 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2682                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2683 {
2684         struct isl_basic_map *bmap_range;
2685
2686         if (!bmap || !bset)
2687                 goto error;
2688
2689         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2690                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2691
2692         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2693                 isl_assert(bset->ctx,
2694                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2695
2696         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2697                 isl_basic_set_free(bset);
2698                 return bmap;
2699         }
2700
2701         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2702         if (!bmap)
2703                 goto error;
2704         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2705                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2706         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2707         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2708
2709         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2710         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2711 error:
2712         isl_basic_map_free(bmap);
2713         isl_basic_set_free(bset);
2714         return NULL;
2715 }
2716
2717 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2718 {
2719         int i;
2720         unsigned total;
2721         isl_int s;
2722
2723         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2724         if (total != vec->size)
2725                 return -1;
2726
2727         isl_int_init(s);
2728
2729         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2730                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2731                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2732                         isl_int_clear(s);
2733                         return 0;
2734                 }
2735         }
2736
2737         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2738                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2739                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2740                         isl_int_clear(s);
2741                         return 0;
2742                 }
2743         }
2744
2745         isl_int_clear(s);
2746
2747         return 1;
2748 }
2749
2750 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2751 {
2752         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2753 }
2754
2755 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2756                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2757 {
2758         struct isl_vec *sample = NULL;
2759
2760         if (!bmap1 || !bmap2)
2761                 goto error;
2762
2763         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2764                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2765         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2766                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2767             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2768                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2769                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2770
2771         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2772                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2773                 isl_assert(bmap1->ctx,
2774                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2775
2776         if (bmap1->sample &&
2777             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2778             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2779                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2780         else if (bmap2->sample &&
2781             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2782             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2783                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2784
2785         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2786         if (!bmap1)
2787                 goto error;
2788         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2789                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2790         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2791
2792         if (!bmap1)
2793                 isl_vec_free(sample);
2794         else if (sample) {
2795                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2796                 bmap1->sample = sample;
2797         }
2798
2799         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2800         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2801 error:
2802         if (sample)
2803                 isl_vec_free(sample);
2804         isl_basic_map_free(bmap1);
2805         isl_basic_map_free(bmap2);
2806         return NULL;
2807 }
2808
2809 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2810                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2811 {
2812         return (struct isl_basic_set *)
2813                 isl_basic_map_intersect(
2814                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2815                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2816 }
2817
2818 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2819         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2820 {
2821         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2822 }
2823
2824 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2825  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2826  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2827  * added to the other map.
2828  */
2829 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2830         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2831 {
2832         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2833         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2834         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2835         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2836
2837         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2838                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2839
2840         isl_assert(map2->ctx,
2841                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2842
2843         map1 = isl_map_cow(map1);
2844         if (!map1)
2845                 goto error;
2846         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2847                 isl_map_free(map2);
2848                 return map1;
2849         }
2850         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2851         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2852                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2853         else
2854                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2855                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2856
2857         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2858         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2859         if (!map1->p[0])
2860                 goto error;
2861
2862         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2863                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2864                 map1->n = 0;
2865         }
2866
2867         isl_map_free(map2);
2868
2869         return map1;
2870 error:
2871         isl_map_free(map1);
2872         isl_map_free(map2);
2873         return NULL;
2874 }
2875
2876 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2877  * space as map1.
2878  */
2879 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2880         __isl_take isl_map *map2)
2881 {
2882         unsigned flags = 0;
2883         isl_map *result;
2884         int i, j;
2885
2886         if (!map1 || !map2)
2887                 goto error;
2888
2889         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2890              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2891             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2892                 isl_map_free(map2);
2893                 return map1;
2894         }
2895         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2896              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2897             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2898                 isl_map_free(map1);
2899                 return map2;
2900         }
2901
2902         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2903             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2904             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2905             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2906              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2907                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2908
2909         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2910                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2911                 isl_assert(map1->ctx,
2912                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2913
2914         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2915             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2916                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2917
2918         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2919                                 map1->n * map2->n, flags);
2920         if (!result)
2921                 goto error;
2922         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2923                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2924                         struct isl_basic_map *part;
2925                         part = isl_basic_map_intersect(
2926                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2927                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2928                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2929                                 part = isl_basic_map_free(part);
2930                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2931                         if (!result)
2932                                 goto error;
2933                 }
2934         isl_map_free(map1);
2935         isl_map_free(map2);
2936         return result;
2937 error:
2938         isl_map_free(map1);
2939         isl_map_free(map2);
2940         return NULL;
2941 }
2942
2943 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2944         __isl_take isl_map *map2)
2945 {
2946         if (!map1 || !map2)
2947                 goto error;
2948         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2949                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2950                         "spaces don't match", goto error);
2951         return map_intersect_internal(map1, map2);
2952 error:
2953         isl_map_free(map1);
2954         isl_map_free(map2);
2955         return NULL;
2956 }
2957
2958 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2959         __isl_take isl_map *map2)
2960 {
2961         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2962 }
2963
2964 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2965 {
2966         return (struct isl_set *)
2967                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2968                                   (struct isl_map *)set2);
2969 }
2970
2971 /* map_intersect_internal accepts intersections
2972  * with parameter domains, so we can just call that function.
2973  */
2974 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2975                 __isl_take isl_set *params)
2976 {
2977         return map_intersect_internal(map, params);
2978 }
2979
2980 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2981         __isl_take isl_map *map2)
2982 {
2983         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2984 }
2985
2986 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2987                 __isl_take isl_set *params)
2988 {
2989         return isl_map_intersect_params(set, params);
2990 }
2991
2992 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2993 {
2994         isl_space *dim;
2995         struct isl_basic_set *bset;
2996         unsigned in;
2997
2998         if (!bmap)
2999                 return NULL;
3000         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3001         if (!bmap)
3002                 return NULL;
3003         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
3004         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3005         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3006         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
3007         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
3008 }
3009
3010 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
3011         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3012 {
3013         isl_space *space;
3014
3015         if (!bmap)
3016                 return NULL;
3017         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3018                 return bmap;
3019
3020         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3021         space = isl_space_reset(space, type);
3022         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3023         return bmap;
3024 }
3025
3026 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3027         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3028         unsigned pos, unsigned n)
3029 {
3030         isl_space *res_dim;
3031         struct isl_basic_map *res;
3032         struct isl_dim_map *dim_map;
3033         unsigned total, off;
3034         enum isl_dim_type t;
3035
3036         if (n == 0)
3037                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3038
3039         if (!bmap)
3040                 return NULL;
3041
3042         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3043
3044         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3045         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3046         off = 0;
3047         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3048                 if (t != type) {
3049                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3050                 } else {
3051                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3052                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3053                                                 0, pos, off);
3054                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3055                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3056                 }
3057                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3058         }
3059         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3060
3061         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3062                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3063         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3064                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3065         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3066                 isl_basic_map_free(bmap);
3067                 free(dim_map);
3068                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3069         }
3070         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3071         return isl_basic_map_finalize(res);
3072 }
3073
3074 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3075         __isl_take isl_basic_set *bset,
3076         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3077 {
3078         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3079 }
3080
3081 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3082                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3083 {
3084         if (!bmap)
3085                 return NULL;
3086         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3087                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3088 }
3089
3090 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3091                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3092 {
3093         if (!bset)
3094                 return NULL;
3095         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3096         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3097 error:
3098         isl_basic_set_free(bset);
3099         return NULL;
3100 }
3101
3102 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3103         enum isl_dim_type type)
3104 {
3105         isl_space *space;
3106
3107         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3108                 return map;
3109
3110         space = isl_map_get_space(map);
3111         space = isl_space_reset(space, type);
3112         map = isl_map_reset_space(map, space);
3113         return map;
3114 }
3115
3116 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3117                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3118 {
3119         int i;
3120
3121         if (n == 0)
3122                 return map_space_reset(map, type);
3123
3124         map = isl_map_cow(map);
3125         if (!map)
3126                 return NULL;
3127
3128         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3129         if (!map->dim)
3130                 goto error;
3131
3132         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3133                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3134                 if (!map->p[i])
3135                         goto error;
3136         }
3137
3138         return map;
3139 error:
3140         isl_map_free(map);
3141         return NULL;
3142 }
3143
3144 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3145                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3146 {
3147         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3148 }
3149
3150 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3151                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3152 {
3153         if (!map)
3154                 return NULL;
3155         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3156 }
3157
3158 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3159                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3160 {
3161         if (!set)
3162                 return NULL;
3163         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3164         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3165 error:
3166         isl_set_free(set);
3167         return NULL;
3168 }
3169
3170 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3171         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3172         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3173         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3174 {
3175         struct isl_dim_map *dim_map;
3176         struct isl_basic_map *res;
3177         enum isl_dim_type t;
3178         unsigned total, off;
3179
3180         if (!bmap)
3181                 return NULL;
3182         if (n == 0)
3183                 return bmap;
3184
3185         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3186                 goto error);
3187
3188         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3189                 return bmap;
3190
3191         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3192
3193         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3194             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3195                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3196                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3197                 if (!bmap)
3198                         return NULL;
3199
3200                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3201                                                 src_type, src_pos, n);
3202                 if (!bmap->dim)
3203                         goto error;
3204
3205                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3206
3207                 return bmap;
3208         }
3209
3210         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3211         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3212
3213         off = 0;
3214         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3215                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3216                 if (t == dst_type) {
3217                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3218                                             0, dst_pos, off);
3219                         off += dst_pos;
3220                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3221                                             src_pos, n, off);
3222                         off += n;
3223                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3224                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3225                         off += size - dst_pos;
3226                 } else if (t == src_type) {
3227                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3228                                             0, src_pos, off);
3229                         off += src_pos;
3230                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3231                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3232                         off += size - src_pos - n;
3233                 } else {
3234                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3235                         off += size;
3236                 }
3237         }
3238         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3239
3240         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3241                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3242         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3243         if (!bmap)
3244                 goto error;
3245
3246         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3247                                         src_type, src_pos, n);
3248         if (!bmap->dim)
3249                 goto error;
3250
3251         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3252         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3253         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3254
3255         return bmap;
3256 error:
3257         isl_basic_map_free(bmap);
3258         return NULL;
3259 }
3260
3261 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3262         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3263         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3264 {
3265         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3266                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3267 }
3268
3269 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3270         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3271         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3272 {
3273         if (!set)
3274                 return NULL;
3275         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3276         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3277                                         src_type, src_pos, n);
3278 error:
3279         isl_set_free(set);
3280         return NULL;
3281 }
3282
3283 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3284         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3285         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3286 {
3287         int i;
3288
3289         if (!map)
3290                 return NULL;
3291         if (n == 0)
3292                 return map;
3293
3294         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3295                 goto error);
3296
3297         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3298                 return map;
3299
3300         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3301
3302         map = isl_map_cow(map);
3303         if (!map)
3304                 return NULL;
3305
3306         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3307         if (!map->dim)
3308                 goto error;
3309
3310         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3311                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3312                                                 dst_type, dst_pos,
3313                                                 src_type, src_pos, n);
3314                 if (!map->p[i])
3315                         goto error;
3316         }
3317
3318         return map;
3319 error:
3320         isl_map_free(map);
3321         return NULL;
3322 }
3323
3324 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3325  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3326  * That's the responsibility of the caller.
3327  */
3328 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3329         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3330 {
3331         struct isl_dim_map *dim_map;
3332         struct isl_basic_map *res;
3333         enum isl_dim_type t;
3334         unsigned total, off;
3335
3336         if (!bmap)
3337                 return NULL;
3338         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3339                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3340                 return bmap;
3341
3342         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3343         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3344
3345         off = 0;
3346         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3347                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3348                 if (t == type) {
3349                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3350                                             0, first, off);
3351                         off += first;
3352                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3353                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3354                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3355                                             first + n, size - (first + n), off);
3356                         off += size - (first + n);
3357                 } else {
3358                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3359                         off += size;
3360                 }
3361         }
3362         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3363
3364         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3365                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3366         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3367         return res;
3368 }
3369
3370 /* Insert "n" rows in the divs of "bmap".
3371  *
3372  * The number of columns is not changed, which means that the last
3373  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the new divs.
3374  * The space of "bmap" is not adjusted, however, which means
3375  * that "bmap" is left in an inconsistent state.  Removing "n" dimensions
3376  * from the space of "bmap" is the responsibility of the caller.
3377  */
3378 static __isl_give isl_basic_map *insert_div_rows(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3379         int n)
3380 {
3381         int i;
3382         size_t row_size;
3383         isl_int **new_div;
3384         isl_int *old;
3385
3386         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3387         if (!bmap)
3388                 return NULL;
3389
3390         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3391         old = bmap->block2.data;
3392         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3393                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3394         if (!bmap->block2.data)
3395                 return isl_basic_map_free(bmap);
3396         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3397         if (!new_div)
3398                 return isl_basic_map_free(bmap);
3399         for (i = 0; i < n; ++i) {
3400                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3401                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3402                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3403         }
3404         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3405                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3406         free(bmap->div);
3407         bmap->div = new_div;
3408         bmap->n_div += n;
3409         bmap->extra += n;
3410
3411         return bmap;
3412 }
3413
3414 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3415  * into existentially quantified variables.
3416  */
3417 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3418                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3419                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3420 {
3421         if (n == 0)
3422                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3423
3424         if (!bmap)
3425                 return NULL;
3426
3427         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3428                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3429
3430         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3431                         goto error);
3432
3433         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3434         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3435         bmap = insert_div_rows(bmap, n);
3436         if (!bmap)
3437                 return NULL;
3438
3439         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3440         if (!bmap->dim)
3441                 goto error;
3442         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3443         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3444         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3445 error:
3446         isl_basic_map_free(bmap);
3447         return NULL;
3448 }
3449
3450 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3451  * into existentially quantified variables.
3452  */
3453 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3454                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3455 {
3456         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3457                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3458 }
3459
3460 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3461  * into existentially quantified variables.
3462  */
3463 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3464                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3465 {
3466         int i;
3467
3468         if (!map)
3469                 return NULL;
3470
3471         if (n == 0)
3472                 return map_space_reset(map, type);
3473
3474         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3475
3476         map = isl_map_cow(map);
3477         if (!map)
3478                 return NULL;
3479
3480         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3481         if (!map->dim)
3482                 goto error;
3483
3484         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3485                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3486                 if (!map->p[i])
3487                         goto error;
3488         }
3489
3490         return map;
3491 error:
3492         isl_map_free(map);
3493         return NULL;
3494 }
3495
3496 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3497  * into existentially quantified variables.
3498  */
3499 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3500                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3501 {
3502         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3503 }
3504
3505 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3506 {
3507         int i, j;
3508
3509         for (i = 0; i < n; ++i) {
3510                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3511                 if (j < 0)
3512                         goto error;
3513                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3514         }
3515         return bmap;
3516 error:
3517         isl_basic_map_free(bmap);
3518         return NULL;
3519 }
3520
3521 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3522                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3523 {
3524         isl_space *dim_result = NULL;
3525         struct isl_basic_map *bmap;
3526         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3527         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3528
3529         if (!bmap1 || !bmap2)
3530                 goto error;
3531
3532         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3533                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3534
3535         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3536         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3537         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3538         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3539
3540         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3541         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3542         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3543         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3544         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3545         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3546         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3547         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3548         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3549         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3550         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3551
3552         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3553                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3554                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3555                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3556         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3557         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3558         bmap = add_divs(bmap, n);
3559         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3560         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3561         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3562 error:
3563         isl_basic_map_free(bmap1);
3564         isl_basic_map_free(bmap2);
3565         return NULL;
3566 }
3567
3568 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3569                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3570 {
3571         if (!bset || !bmap)
3572                 goto error;
3573
3574         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3575                     goto error);
3576
3577         return (struct isl_basic_set *)
3578                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3579 error:
3580         isl_basic_set_free(bset);
3581         isl_basic_map_free(bmap);
3582         return NULL;
3583 }
3584
3585 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3586                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3587 {
3588         if (!bmap1 || !bmap2)
3589                 goto error;
3590
3591         isl_assert(bmap1->ctx,
3592             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3593         isl_assert(bmap1->ctx,
3594             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3595             goto error);
3596
3597         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3598         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3599         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3600 error:
3601         isl_basic_map_free(bmap1);
3602         isl_basic_map_free(bmap2);
3603         return NULL;
3604 }
3605
3606 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3607  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3608  */
3609 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3610                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3611 {
3612         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3613         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3614         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3615         int i;
3616
3617         if (!bmap1 || !bmap2)
3618                 goto error;
3619
3620         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3621                 goto error);
3622
3623         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3624         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3625         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3626
3627         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3628         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3629         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3630         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3631         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3632         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3633         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3634         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3635         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3636         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3637         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3638
3639         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3640                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3641                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3642                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3643         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3644                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3645                 if (j < 0)
3646                         goto error;
3647                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3648                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3649                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3650                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3651         }
3652         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3653         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3654         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3655
3656         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3657         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3658 error:
3659         isl_basic_map_free(bmap);
3660         isl_basic_map_free(bmap1);
3661         isl_basic_map_free(bmap2);
3662         return NULL;
3663 }
3664
3665 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3666  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3667  */
3668 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3669 {
3670         struct isl_map *result;
3671         int i, j;
3672
3673         if (!map1 || !map2)
3674                 goto error;
3675
3676         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3677
3678         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3679                                 map1->n * map2->n, 0);
3680         if (!result)
3681                 goto error;
3682         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3683                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3684                         struct isl_basic_map *part;
3685                         part = isl_basic_map_sum(
3686                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3687                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3688                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3689                                 isl_basic_map_free(part);
3690                         else
3691                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3692                         if (!result)
3693                                 goto error;
3694                 }
3695         isl_map_free(map1);
3696         isl_map_free(map2);
3697         return result;
3698 error:
3699         isl_map_free(map1);
3700         isl_map_free(map2);
3701         return NULL;
3702 }
3703
3704 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3705         __isl_take isl_set *set2)
3706 {
3707         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3708 }
3709
3710 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3711  */
3712 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3713 {
3714         int i, j;
3715         unsigned off, n;
3716
3717         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3718         if (!bmap)
3719                 return NULL;
3720
3721         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3722         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3723         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3724                 for (j = 0; j < n; ++j)
3725                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3726         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3727                 for (j = 0; j < n; ++j)
3728                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3729         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3730                 for (j = 0; j < n; ++j)
3731                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3732         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3733         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3734 }
3735
3736 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3737 {
3738         return isl_basic_map_neg(bset);
3739 }
3740
3741 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3742  */
3743 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3744 {
3745         int i;
3746
3747         map = isl_map_cow(map);
3748         if (!map)
3749                 return NULL;
3750
3751         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3752                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3753                 if (!map->p[i])
3754                         goto error;
3755         }
3756
3757         return map;
3758 error:
3759         isl_map_free(map);
3760         return NULL;
3761 }
3762
3763 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3764 {
3765         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3766 }
3767
3768 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3769  * A -> floor(f(A)/d).
3770  */
3771 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3772                 isl_int d)
3773 {
3774         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3775         struct isl_basic_map *result = NULL;
3776         struct isl_dim_map *dim_map;
3777         int i;
3778
3779         if (!bmap)
3780                 return NULL;
3781
3782         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3783         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3784         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3785
3786         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3787         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3788         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3789         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3790         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3791         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3792
3793         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3794                         bmap->n_div + n_out,
3795                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3796         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3797         result = add_divs(result, n_out);
3798         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3799                 int j;
3800                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3801                 if (j < 0)
3802                         goto error;
3803                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3804                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3805                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3806                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3807                 if (j < 0)
3808                         goto error;
3809                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3810                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3811                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3812                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3813         }
3814
3815         result = isl_basic_map_simplify(result);
3816         return isl_basic_map_finalize(result);
3817 error:
3818         isl_basic_map_free(result);
3819         return NULL;
3820 }
3821
3822 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3823  * A -> floor(f(A)/d).
3824  */
3825 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3826 {
3827         int i;
3828
3829         map = isl_map_cow(map);
3830         if (!map)
3831                 return NULL;
3832
3833         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3834         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3835         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3836                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3837                 if (!map->p[i])
3838                         goto error;
3839         }
3840
3841         return map;
3842 error:
3843         isl_map_free(map);
3844         return NULL;
3845 }
3846
3847 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3848 {
3849         int i;
3850         unsigned nparam;
3851         unsigned n_in;
3852
3853         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3854         if (i < 0)
3855                 goto error;
3856         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3857         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3858         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3859         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3860         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3861         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3862 error:
3863         isl_basic_map_free(bmap);
3864         return NULL;
3865 }
3866
3867 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3868  */
3869 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3870 {
3871         int i;
3872         unsigned nparam;
3873         unsigned n_in;
3874
3875         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3876         if (i < 0)
3877                 goto error;
3878         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3879         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3880         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3881         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3882         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3883         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3884         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3885 error:
3886         isl_basic_map_free(bmap);
3887         return NULL;
3888 }
3889
3890 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3891  */
3892 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3893         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3894 {
3895         int i;
3896         unsigned nparam;
3897         unsigned n_in;
3898
3899         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3900         if (i < 0)
3901                 goto error;
3902         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3903         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3904         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3905         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3906         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3907         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3908 error:
3909         isl_basic_map_free(bmap);
3910         return NULL;
3911 }
3912
3913 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3914  */
3915 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3916 {
3917         int i;
3918         unsigned nparam;
3919         unsigned n_in;
3920
3921         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3922         if (i < 0)
3923                 goto error;
3924         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3925         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3926         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3927         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3928         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3929         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3930         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3931 error:
3932         isl_basic_map_free(bmap);
3933         return NULL;
3934 }
3935
3936 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3937  */
3938 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3939         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3940 {
3941         int i;
3942         unsigned nparam;
3943         unsigned n_in;
3944
3945         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3946         if (i < 0)
3947                 goto error;
3948         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3949         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3950         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3951         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3952         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3953         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3954 error:
3955         isl_basic_map_free(bmap);
3956         return NULL;
3957 }
3958
3959 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3960         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3961 {
3962         int i;
3963         struct isl_basic_map *bmap;
3964         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3965         if (!bmap)
3966                 return NULL;
3967         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3968                 bmap = var_equal(bmap, i);
3969         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3970 }
3971
3972 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3973  */
3974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3975         unsigned pos)
3976 {
3977         int i;
3978         struct isl_basic_map *bmap;
3979         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3980         if (!bmap)
3981                 return NULL;
3982         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3983                 bmap = var_equal(bmap, i);
3984         if (bmap)
3985                 bmap = var_less(bmap, pos);
3986         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3987 }
3988
3989 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3990  */
3991 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3992         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3993 {
3994         int i;
3995         isl_basic_map *bmap;
3996
3997         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3998         for (i = 0; i < pos; ++i)
3999                 bmap = var_equal(bmap, i);
4000         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
4001         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4002 }
4003
4004 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
4005  */
4006 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
4007         unsigned pos)
4008 {
4009         int i;
4010         struct isl_basic_map *bmap;
4011         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4012         if (!bmap)
4013                 return NULL;
4014         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
4015                 bmap = var_equal(bmap, i);
4016         if (bmap)
4017                 bmap = var_more(bmap, pos);
4018         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4019 }
4020
4021 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
4022  */
4023 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
4024         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4025 {
4026         int i;
4027         isl_basic_map *bmap;
4028
4029         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4030         for (i = 0; i < pos; ++i)
4031                 bmap = var_equal(bmap, i);
4032         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4033         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4034 }
4035
4036 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4037         unsigned n, int equal)
4038 {
4039         struct isl_map *map;
4040         int i;
4041
4042         if (n == 0 && equal)
4043                 return isl_map_universe(dims);
4044
4045         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4046
4047         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4048                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4049                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4050         if (n > 0) {
4051                 if (equal)
4052                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4053                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4054                 else
4055                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4056                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4057         } else
4058                 isl_space_free(dims);
4059
4060         return map;
4061 }
4062
4063 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4064 {
4065         if (!dims)
4066                 return NULL;
4067         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4068 }
4069
4070 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4071 {
4072         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4073 }
4074
4075 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4076 {
4077         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4078 }
4079
4080 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4081 {
4082         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4083 }
4084
4085 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4086 {
4087         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4088 }
4089
4090 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4091         unsigned n, int equal)
4092 {
4093         struct isl_map *map;
4094         int i;
4095
4096         if (n == 0 && equal)
4097                 return isl_map_universe(dims);
4098
4099         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4100
4101         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4102                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4103                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4104         if (n > 0) {
4105                 if (equal)
4106                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4107                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4108                 else
4109                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4110                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4111         } else
4112                 isl_space_free(dims);
4113
4114         return map;
4115 }
4116
4117 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4118 {
4119         if (!dims)
4120                 return NULL;
4121         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4122 }
4123
4124 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4125 {
4126         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4127 }
4128
4129 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4130 {
4131         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4132 }
4133
4134 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4135 {
4136         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4137 }
4138
4139 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4140 {
4141         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4142 }
4143
4144 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4145         __isl_take isl_set *set2)
4146 {
4147         isl_map *map;
4148         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4149         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4150         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4151         return map;
4152 }
4153
4154 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4155         __isl_take isl_set *set2)
4156 {
4157         isl_map *map;
4158         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4159         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4160         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4161         return map;
4162 }
4163
4164 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4165         __isl_take isl_set *set2)
4166 {
4167         isl_map *map;
4168         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4169         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4170         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4171         return map;
4172 }
4173
4174 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4175         __isl_take isl_set *set2)
4176 {
4177         isl_map *map;
4178         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4179         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4180         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4181         return map;
4182 }
4183
4184 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4185         __isl_take isl_map *map2)
4186 {
4187         isl_map *map;
4188         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4189         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4190         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4191         return map;
4192 }
4193
4194 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4195         __isl_take isl_map *map2)
4196 {
4197         isl_map *map;
4198         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4199         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4200         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4201         return map;
4202 }
4203
4204 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4205         __isl_take isl_map *map2)
4206 {
4207         isl_map *map;
4208         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4209         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4210         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4211         return map;
4212 }
4213
4214 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4215         __isl_take isl_map *map2)
4216 {
4217         isl_map *map;
4218         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4219         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4220         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4221         return map;
4222 }
4223
4224 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4225         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4226 {
4227         struct isl_basic_map *bmap;
4228
4229         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4230         if (!bset || !dim)
4231                 goto error;
4232
4233         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4234         isl_space_free(bset->dim);
4235         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4236         bmap->dim = dim;
4237         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4238 error:
4239         isl_basic_set_free(bset);
4240         isl_space_free(dim);
4241         return NULL;
4242 }
4243
4244 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4245 {
4246         if (!bmap)
4247                 goto error;
4248         if (bmap->dim->n_in == 0)
4249                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4250         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4251         if (!bmap)
4252                 goto error;
4253         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4254         if (!bmap->dim)
4255                 goto error;
4256         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4257         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4258 error:
4259         isl_basic_map_free(bmap);
4260         return NULL;
4261 }
4262
4263 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4264  *
4265  *              f - m d >= 0
4266  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4267  *
4268  * Note that the second constraint is the negation of
4269  *
4270  *              f - m d >= n
4271  */
4272 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4273         unsigned pos, isl_int *div)
4274 {
4275         int i, j;
4276         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4277
4278         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4279         if (i < 0)
4280                 return -1;
4281         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4282         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4283
4284         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4285         if (j < 0)
4286                 return -1;
4287         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4288         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4289         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4290         return j;
4291 }
4292
4293 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4294         unsigned pos, isl_int *div)
4295 {
4296         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4297                                                         pos, div);
4298 }
4299
4300 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4301 {
4302         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4303         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4304
4305         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4306                                                         bmap->div[div]);
4307 }
4308
4309 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4310 {
4311         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4312 }
4313
4314 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4315                 struct isl_basic_map *bmap)
4316 {
4317         if (!bmap)
4318                 goto error;
4319         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4320             bmap->n_div == 0 &&
4321             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4322             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4323                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4324         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4325         if (!bmap)
4326                 goto error;
4327         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4328         if (!bmap->dim)
4329                 goto error;
4330         bmap->extra -= bmap->n_div;
4331         bmap->n_div = 0;
4332         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4333         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4334 error:
4335         isl_basic_map_free(bmap);
4336         return NULL;
4337 }
4338
4339 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4340                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4341 {
4342         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4343 }
4344
4345 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4346         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4347 {
4348         struct isl_basic_map *bmap;
4349         struct isl_ctx *ctx;
4350         unsigned total;
4351         int i;
4352
4353         if (!bset || !like)
4354                 goto error;
4355         ctx = bset->ctx;
4356         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4357         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4358         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4359                         goto error);
4360         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4361                 isl_basic_map_free(like);
4362                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4363         }
4364         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4365         if (!bset)
4366                 goto error;
4367         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4368         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4369         isl_space_free(bmap->dim);
4370         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4371         if (!bmap->dim)
4372                 goto error;
4373         bmap->n_div = like->n_div;
4374         bmap->extra += like->n_div;
4375         if (bmap->extra) {
4376                 unsigned ltotal;
4377                 isl_int **div;
4378                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4379                 if (ltotal > total)
4380                         ltotal = total;
4381                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4382                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4383                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4384                         goto error;
4385                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4386                 if (!div)
4387                         goto error;
4388                 bmap->div = div;
4389                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4390                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4391                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4392                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4393                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4394                 }
4395                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4396                                                         0, 2 * like->n_div);
4397                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4398                         if (!bmap)
4399                                 break;
4400                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4401                                 continue;
4402                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4403                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4404                 }
4405         }
4406         isl_basic_map_free(like);
4407         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4408         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4409         return bmap;
4410 error:
4411         isl_basic_map_free(like);
4412         isl_basic_set_free(bset);
4413         return NULL;
4414 }
4415
4416 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4417         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4418 {
4419         return (struct isl_basic_set *)
4420                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4421 }
4422
4423 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4424         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4425 {
4426         int i;
4427
4428         if (!set || !like)
4429                 goto error;
4430         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4431                     goto error);
4432         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4433                 isl_basic_set_free(like);
4434                 return set;
4435         }
4436         set = isl_set_cow(set);
4437         if (!set)
4438                 goto error;
4439         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4440                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4441                                                       isl_basic_set_copy(like));
4442                 if (!set->p[i])
4443                         goto error;
4444         }
4445         isl_space_free(set->dim);
4446         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4447         if (!set->dim)
4448                 goto error;
4449         isl_basic_set_free(like);
4450         return set;
4451 error:
4452         isl_basic_set_free(like);
4453         isl_set_free(set);
4454         return NULL;
4455 }
4456
4457 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4458 {
4459         int i;
4460
4461         map = isl_map_cow(map);
4462         if (!map)
4463                 return NULL;
4464         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4465         if (!map->dim)
4466                 goto error;
4467
4468         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4469                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4470                                 goto error);
4471         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4472                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4473                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4474                 if (!map->p[i])
4475                         goto error;
4476         }
4477         if (map->n == 0)
4478                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4479         else {
4480                 isl_space_free(map->dim);
4481                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4482         }
4483         if (!map->dim)
4484                 goto error;
4485         return (struct isl_set *)map;
4486 error:
4487         isl_map_free(map);
4488         return NULL;
4489 }
4490
4491 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4492 {
4493         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4494 }
4495
4496 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4497         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4498 {
4499         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4500         if (!bmap || !dim)
4501                 goto error;
4502
4503         isl_space_free(bmap->dim);
4504         bmap->dim = dim;
4505
4506         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4507
4508         return bmap;
4509 error:
4510         isl_basic_map_free(bmap);
4511         isl_space_free(dim);
4512         return NULL;
4513 }
4514
4515 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4516         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4517 {
4518         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4519                                                         dim);
4520 }
4521
4522 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4523         __isl_take isl_space *dim)
4524 {
4525         int i;
4526
4527         map = isl_map_cow(map);
4528         if (!map || !dim)
4529                 goto error;
4530
4531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4532                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4533                                                     isl_space_copy(dim));
4534                 if (!map->p[i])
4535                         goto error;
4536         }
4537         isl_space_free(map->dim);
4538         map->dim = dim;
4539
4540         return map;
4541 error:
4542         isl_map_free(map);
4543         isl_space_free(dim);
4544         return NULL;
4545 }
4546
4547 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4548         __isl_take isl_space *dim)
4549 {
4550         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4551 }
4552
4553 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4554  */
4555 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4556 {
4557         isl_space *space;
4558         unsigned n;
4559
4560         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4561                 return bset;
4562
4563         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4564         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4565         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4566         space = isl_space_params(space);
4567         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4568         return bset;
4569 }
4570
4571 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4572  */
4573 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4574         __isl_take isl_basic_set *bset)
4575 {
4576         isl_space *space;
4577         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4578         space = isl_space_set_from_params(space);
4579         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4580         return bset;
4581 }
4582
4583 /* Compute the parameter domain of the given set.
4584  */
4585 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4586 {
4587         isl_space *space;
4588         unsigned n;
4589
4590         if (isl_set_is_params(set))
4591                 return set;
4592
4593         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4594         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4595         space = isl_set_get_space(set);
4596         space = isl_space_params(space);
4597         set = isl_set_reset_space(set, space);
4598         return set;
4599 }
4600
4601 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4602  */
4603 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4604 {
4605         isl_space *space;
4606         space = isl_set_get_space(set);
4607         space = isl_space_set_from_params(space);
4608         set = isl_set_reset_space(set, space);
4609         return set;
4610 }
4611
4612 /* Compute the parameter domain of the given map.
4613  */
4614 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4615 {
4616         isl_space *space;
4617         unsigned n;
4618
4619         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4620         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4621         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4622         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4623         space = isl_map_get_space(map);
4624         space = isl_space_params(space);
4625         map = isl_map_reset_space(map, space);
4626         return map;
4627 }
4628
4629 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4630 {
4631         isl_space *dim;
4632         struct isl_basic_set *domain;
4633         unsigned n_in;
4634         unsigned n_out;
4635
4636         if (!bmap)
4637                 return NULL;
4638         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4639
4640         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4641         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4642         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4643         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4644
4645         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4646
4647         return domain;
4648 }
4649
4650 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4651 {
4652         if (!bmap)
4653                 return -1;
4654         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4655 }
4656
4657 /* Is this basic map actually a set?
4658  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4659  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4660  */
4661 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4662 {
4663         if (!bmap)
4664                 return -1;
4665         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4666 }
4667
4668 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4669 {
4670         if (!bmap)
4671                 return NULL;
4672         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4673                 return bmap;
4674         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4675 }
4676
4677 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4678         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4679 {
4680         int i, k;
4681         isl_space *dim;
4682         isl_basic_map *domain;
4683         int nparam, n_in, n_out;
4684         unsigned total;
4685
4686         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4687         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4688         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4689
4690         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4691         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4692
4693         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4694         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4695         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4696
4697         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4698
4699         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4700                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4701                 if (k < 0)
4702                         goto error;
4703                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4704                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4705                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4706         }
4707
4708         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4709         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4710 error:
4711         isl_basic_map_free(bmap);
4712         return NULL;
4713 }
4714
4715 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4716         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4717 {
4718         int i, k;
4719         isl_space *dim;
4720         isl_basic_map *range;
4721         int nparam, n_in, n_out;
4722         unsigned total;
4723
4724         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4725         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4726         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4727
4728         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4729         range = isl_basic_map_universe(dim);
4730
4731         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4732         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4733         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4734
4735         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4736
4737         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4738                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4739                 if (k < 0)
4740                         goto error;
4741                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4742                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4743                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4744         }
4745
4746         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4747         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4748 error:
4749         isl_basic_map_free(bmap);
4750         return NULL;
4751 }
4752
4753 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4754 {
4755         if (!map)
4756                 return -1;
4757         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4758 }
4759
4760 /* Is this map actually a set?
4761  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4762  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4763  */
4764 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4765 {
4766         if (!map)
4767                 return -1;
4768         return isl_space_is_set(map->dim);
4769 }
4770
4771 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4772 {
4773         int i;
4774         struct isl_set *set;
4775
4776         if (!map)
4777                 goto error;
4778         if (isl_map_is_set(map))
4779                 return (isl_set *)map;
4780
4781         map = isl_map_cow(map);
4782         if (!map)
4783                 goto error;
4784
4785         set = (struct isl_set *) map;
4786         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4787         if (!set->dim)
4788                 goto error;
4789         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4790                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4791                 if (!set->p[i])
4792                         goto error;
4793         }
4794         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4795         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4796         return set;
4797 error:
4798         isl_map_free(map);
4799         return NULL;
4800 }
4801
4802 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4803 {
4804         int i;
4805         isl_space *domain_dim;
4806
4807         map = isl_map_cow(map);
4808         if (!map)
4809                 return NULL;
4810
4811         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4812         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4813         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4814         if (!map->dim)
4815                 goto error;
4816         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4817                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4818                 if (!map->p[i])
4819                         goto error;
4820         }
4821         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4822         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4823         return map;
4824 error:
4825         isl_map_free(map);
4826         return NULL;
4827 }
4828
4829 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4830 {
4831         int i;
4832         isl_space *range_dim;
4833
4834         map = isl_map_cow(map);
4835         if (!map)
4836                 return NULL;
4837
4838         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4839         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4840         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4841         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4842         if (!map->dim)
4843                 goto error;
4844         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4845                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4846                 if (!map->p[i])
4847                         goto error;
4848         }
4849         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4850         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4851         return map;
4852 error:
4853         isl_map_free(map);
4854         return NULL;
4855 }
4856
4857 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4858         __isl_take isl_space *dim)
4859 {
4860         int i;
4861         struct isl_map *map = NULL;
4862
4863         set = isl_set_cow(set);
4864         if (!set || !dim)
4865                 goto error;
4866         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4867         map = (struct isl_map *)set;
4868         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4869                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4870                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4871                 if (!map->p[i])
4872                         goto error;
4873         }
4874         isl_space_free(map->dim);
4875         map->dim = dim;
4876         return map;
4877 error:
4878         isl_space_free(dim);
4879         isl_set_free(set);
4880         return NULL;
4881 }
4882
4883 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4884         __isl_take isl_basic_set *bset)
4885 {
4886         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4887 }
4888
4889 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4890         __isl_take isl_basic_set *bset)
4891 {
4892         isl_space *space;
4893         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4894         space = isl_space_from_range(space);
4895         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4896         return (isl_basic_map *)bset;
4897 }
4898
4899 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4900 {
4901         isl_space *space;
4902         space = isl_set_get_space(set);
4903         space = isl_space_from_range(space);
4904         set = isl_set_reset_space(set, space);
4905         return (struct isl_map *)set;
4906 }
4907
4908 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4909 {
4910         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4911 }
4912
4913 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4914         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4915 {
4916         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4917 }
4918
4919 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4920         __isl_take isl_set *range)
4921 {
4922         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4923 }
4924
4925 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4926 {
4927         int i;
4928         struct isl_set *set = NULL;
4929
4930         if (!map)
4931                 return NULL;
4932         map = isl_map_cow(map);
4933         if (!map)
4934                 return NULL;
4935         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4936         if (!map->dim)
4937                 goto error;
4938         set = (struct isl_set *)map;
4939         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4940                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4941                 if (!set->p[i])
4942                         goto error;
4943         }
4944         return set;
4945 error:
4946         isl_map_free(map);
4947         return NULL;
4948 }
4949
4950 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4951         unsigned flags)
4952 {
4953         struct isl_map *map;
4954
4955         if (!dim)
4956                 return NULL;
4957         if (n < 0)
4958                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4959                         "negative number of basic maps", goto error);
4960         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4961                         sizeof(struct isl_map) +
4962                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4963         if (!map)
4964                 goto error;
4965
4966         map->ctx = dim->ctx;
4967         isl_ctx_ref(map->ctx);
4968         map->ref = 1;
4969         map->size = n;
4970         map->n = 0;
4971         map->dim = dim;
4972         map->flags = flags;
4973         return map;
4974 error:
4975         isl_space_free(dim);
4976         return NULL;
4977 }
4978
4979 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4980                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4981                 unsigned flags)
4982 {
4983         struct isl_map *map;
4984         isl_space *dims;
4985
4986         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4987         if (!dims)
4988                 return NULL;
4989
4990         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4991         return map;
4992 }
4993
4994 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4995 {
4996         struct isl_basic_map *bmap;
4997         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4998         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4999         return bmap;
5000 }
5001
5002 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5003 {
5004         struct isl_basic_set *bset;
5005         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5006         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5007         return bset;
5008 }
5009
5010 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
5011 {
5012         struct isl_basic_map *bmap;
5013         if (!model)
5014                 return NULL;
5015         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5016         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5017         return bmap;
5018 }
5019
5020 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
5021 {
5022         struct isl_basic_map *bmap;
5023         if (!model)
5024                 return NULL;
5025         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5026         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5027         return bmap;
5028 }
5029
5030 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5031 {
5032         struct isl_basic_set *bset;
5033         if (!model)
5034                 return NULL;
5035         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5036         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5037         return bset;
5038 }
5039
5040 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5041 {
5042         struct isl_basic_map *bmap;
5043         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5044         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5045         return bmap;
5046 }
5047
5048 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5049 {
5050         struct isl_basic_set *bset;
5051         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5052         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5053         return bset;
5054 }
5055
5056 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5057 {
5058         int i;
5059         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5060         isl_basic_map *bmap;
5061
5062         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5063         for (i = 0; i < total; ++i) {
5064                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5065                 if (k < 0)
5066                         goto error;
5067                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5068                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5069         }
5070         return bmap;
5071 error:
5072         isl_basic_map_free(bmap);
5073         return NULL;
5074 }
5075
5076 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5077 {
5078         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5079 }
5080
5081 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5082 {
5083         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5084 }
5085
5086 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5087 {
5088         return isl_map_nat_universe(dim);
5089 }
5090
5091 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5092                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5093 {
5094         if (!model)
5095                 return NULL;
5096         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5097 }
5098
5099 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5100 {
5101         if (!model)
5102                 return NULL;
5103         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5104 }
5105
5106 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5107         __isl_keep isl_set *model)
5108 {
5109         if (!model)
5110                 return NULL;
5111         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5112 }
5113
5114 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5115 {
5116         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5117 }
5118
5119 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5120 {
5121         if (!model)
5122                 return NULL;
5123         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5124 }
5125
5126 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5127 {
5128         if (!model)
5129                 return NULL;
5130         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5131 }
5132
5133 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5134 {
5135         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5136 }
5137
5138 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5139 {
5140         if (!model)
5141                 return NULL;
5142         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5143 }
5144
5145 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5146 {
5147         struct isl_map *map;
5148         if (!dim)
5149                 return NULL;
5150         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5151         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5152         return map;
5153 }
5154
5155 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5156 {
5157         struct isl_set *set;
5158         if (!dim)
5159                 return NULL;
5160         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5161         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5162         return set;
5163 }
5164
5165 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5166 {
5167         if (!model)
5168                 return NULL;
5169         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5170 }
5171
5172 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5173 {
5174         int i;
5175         struct isl_map *dup;
5176
5177         if (!map)
5178                 return NULL;
5179         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5180         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5181                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5182         return dup;
5183 }
5184
5185 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5186                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5187 {
5188         if (!bmap || !map)
5189                 goto error;
5190         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5191                 isl_basic_map_free(bmap);
5192                 return map;
5193         }
5194         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5195         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5196         map->p[map->n] = bmap;
5197         map->n++;
5198         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5199         return map;
5200 error:
5201         if (map)
5202                 isl_map_free(map);
5203         if (bmap)
5204                 isl_basic_map_free(bmap);
5205         return NULL;
5206 }
5207
5208 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5209 {
5210         int i;
5211
5212         if (!map)
5213                 return NULL;
5214
5215         if (--map->ref > 0)
5216                 return NULL;
5217
5218         isl_ctx_deref(map->ctx);
5219         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5220                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5221         isl_space_free(map->dim);
5222         free(map);
5223
5224         return NULL;
5225 }
5226
5227 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5228                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5229 {
5230         int i;
5231
5232         base = isl_map_cow(base);
5233         if (!base)
5234                 return NULL;
5235
5236         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5237         if (!base->dim)
5238                 goto error;
5239         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5240                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5241                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5242                 if (!base->p[i])
5243                         goto error;
5244         }
5245         return base;
5246 error:
5247         isl_map_free(base);
5248         return NULL;
5249 }
5250
5251 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5252                 unsigned nparam, unsigned dim)
5253 {
5254         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5255                                                         nparam, 0, dim);
5256 }
5257
5258 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5259         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5260 {
5261         int j;
5262
5263         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5264         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5265         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5266         if (j < 0)
5267                 goto error;
5268         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5269         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5270         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5271         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5272         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5273 error:
5274         isl_basic_map_free(bmap);
5275         return NULL;
5276 }
5277
5278 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5279         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5280 {
5281         int j;
5282
5283         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5284         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5285         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5286         if (j < 0)
5287                 goto error;
5288         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5289         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5290         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5291         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5292         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5293 error:
5294         isl_basic_map_free(bmap);
5295         return NULL;
5296 }
5297
5298 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5299                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5300 {
5301         if (!bmap)
5302                 return NULL;
5303         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5304         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5305                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5306 error:
5307         isl_basic_map_free(bmap);
5308         return NULL;
5309 }
5310
5311 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5312                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5313 {
5314         if (!bmap)
5315                 return NULL;
5316         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5317         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5318                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5319 error:
5320         isl_basic_map_free(bmap);
5321         return NULL;
5322 }
5323
5324 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5325                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5326 {
5327         return (struct isl_basic_set *)
5328                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5329                                         type, pos, value);
5330 }
5331
5332 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5333                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5334 {
5335         return (struct isl_basic_set *)
5336                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5337                                         type, pos, value);
5338 }
5339
5340 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5341                 unsigned input, int value)
5342 {
5343         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5344 }
5345
5346 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5347                 unsigned dim, int value)
5348 {
5349         return (struct isl_basic_set *)
5350                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5351                                         isl_dim_set, dim, value);
5352 }
5353
5354 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5355 {
5356         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5357
5358         if (empty < 0)
5359                 return -1;
5360         if (!empty)
5361                 return 0;
5362
5363         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5364         if (i != map->n - 1) {
5365                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5366                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5367         }
5368         map->n--;
5369
5370         return 0;
5371 }
5372
5373 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5374  * the only reference to "map".
5375  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5376  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5377  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5378  * in case anything goes wrong.
5379  */
5380 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5381         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5382 {
5383         struct isl_basic_map *bmap;
5384         int i;
5385
5386         if (!map)
5387                 return NULL;
5388
5389         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5390                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5391                 bmap = fn(bmap);
5392                 if (!bmap)
5393                         goto error;
5394                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5395                 map->p[i] = bmap;
5396                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5397                         goto error;
5398         }
5399
5400         return map;
5401 error:
5402         isl_map_free(map);
5403         return NULL;
5404 }
5405
5406 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5407                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5408 {
5409         int i;
5410
5411         map = isl_map_cow(map);
5412         if (!map)
5413                 return NULL;
5414
5415         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5416         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5417                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5418                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5419                         goto error;
5420         }
5421         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5422         return map;
5423 error:
5424         isl_map_free(map);
5425         return NULL;
5426 }
5427
5428 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5429                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5430 {
5431         return (struct isl_set *)
5432                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5433 }
5434
5435 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5436                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5437 {
5438         int i;
5439
5440         map = isl_map_cow(map);
5441         if (!map)
5442                 return NULL;
5443
5444         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5445         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5446                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5447                 if (!map->p[i])
5448                         goto error;
5449         }
5450         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5451         return map;
5452 error:
5453         isl_map_free(map);
5454         return NULL;
5455 }
5456
5457 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5458                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5459 {
5460         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5461 }
5462
5463 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5464                 unsigned input, int value)
5465 {
5466         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5467 }
5468
5469 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5470 {
5471         return (struct isl_set *)
5472                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5473 }
5474
5475 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5476         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5477         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5478 {
5479         int j;
5480
5481         if (!bmap)
5482                 return NULL;
5483         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5484         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5485         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5486         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5487         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5488         if (j < 0)
5489                 goto error;
5490         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5491         if (upper) {
5492                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5493                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5494         } else {
5495                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5496                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5497         }
5498         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5499         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5500 error:
5501         isl_basic_map_free(bmap);
5502         return NULL;
5503 }
5504
5505 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5506         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5507         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5508 {
5509         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5510 }
5511
5512 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5513  */
5514 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5515         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5516         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5517 {
5518         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5519 }
5520
5521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5522         unsigned dim, isl_int value)
5523 {
5524         int j;
5525
5526         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5527         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5528         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5529         if (j < 0)
5530                 goto error;
5531         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5532         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5533         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5534         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5535         return isl_basic_set_finalize(bset);
5536 error:
5537         isl_basic_set_free(bset);
5538         return NULL;
5539 }
5540
5541 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5542         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5543 {
5544         int i;
5545
5546         map = isl_map_cow(map);
5547         if (!map)
5548                 return NULL;
5549
5550         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5551         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5552                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5553                                                  type, pos, value, upper);
5554                 if (!map->p[i])
5555                         goto error;
5556         }
5557         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5558         return map;
5559 error:
5560         isl_map_free(map);
5561         return NULL;
5562 }
5563
5564 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5565         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5566 {
5567         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5568 }
5569
5570 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5571         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5572 {
5573         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5574 }
5575
5576 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5577                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5578 {
5579         return (struct isl_set *)
5580                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5581 }
5582
5583 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5584         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5585 {
5586         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5587 }
5588
5589 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5590  * is set) to "value".
5591  */
5592 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5593         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5595 {
5596         int j;
5597
5598         if (!bmap)
5599                 return NULL;
5600         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5601                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5602                         "index out of bounds", goto error);
5603         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5604         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5605         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5606         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5607         if (j < 0)
5608                 goto error;
5609         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5610         if (upper) {
5611                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5612                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5613         } else {
5614                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5615                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5616         }
5617         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5619 error:
5620         isl_basic_map_free(bmap);
5621         return NULL;
5622 }
5623
5624 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5625  * is set) to "value".
5626  */
5627 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5628         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5629 {
5630         int i;
5631
5632         map = isl_map_cow(map);
5633         if (!map)
5634                 return NULL;
5635
5636         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5637                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5638                         "index out of bounds", goto error);
5639         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5640                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5641                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5642                         goto error;
5643         }
5644         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5645         return map;
5646 error:
5647         isl_map_free(map);
5648         return NULL;
5649 }
5650
5651 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5652         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5653 {
5654         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5655 }
5656
5657 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5658         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5659 {
5660         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5661 }
5662
5663 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5664         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5665 {
5666         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5667 }
5668
5669 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5670         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5671 {
5672         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5673 }
5674
5675 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5676                                         isl_int value)
5677 {
5678         int i;
5679
5680         set = isl_set_cow(set);
5681         if (!set)
5682                 return NULL;
5683
5684         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5685         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5686                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5687                 if (!set->p[i])
5688                         goto error;
5689         }
5690         return set;
5691 error:
5692         isl_set_free(set);
5693         return NULL;
5694 }
5695
5696 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5697 {
5698         int i;
5699
5700         map = isl_map_cow(map);
5701         if (!map)
5702                 return NULL;
5703
5704         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5705         if (!map->dim)
5706                 goto error;
5707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5708                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5709                 if (!map->p[i])
5710                         goto error;
5711         }
5712         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5713         return map;
5714 error:
5715         isl_map_free(map);
5716         return NULL;
5717 }
5718
5719 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5720                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5721                 struct isl_set **empty, int max)
5722 {
5723         if (!bmap)
5724                 goto error;
5725         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5726                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5727         else
5728                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5729 error:
5730         isl_basic_map_free(bmap);
5731         isl_basic_set_free(dom);
5732         if (empty)
5733                 *empty = NULL;
5734         return NULL;
5735 }
5736
5737 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5738                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5739                 struct isl_set **empty)
5740 {
5741         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5742 }
5743
5744 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5745                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5746                 struct isl_set **empty)
5747 {
5748         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5749 }
5750
5751 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5752                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5753                 struct isl_set **empty)
5754 {
5755         return (struct isl_set *)
5756                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5757                         dom, empty);
5758 }
5759
5760 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5761                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5762                 struct isl_set **empty)
5763 {
5764         return (struct isl_set *)
5765                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5766                         dom, empty);
5767 }
5768
5769 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5770         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5771         __isl_give isl_set **empty)
5772 {
5773         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5774 }
5775
5776 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5777         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5778         __isl_give isl_set **empty)
5779 {
5780         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5781 }
5782
5783 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5784         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5785         __isl_give isl_set **empty)
5786 {
5787         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5788 }
5789
5790 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5791         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5792         __isl_give isl_set **empty)
5793 {
5794         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5795 }
5796
5797 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5798         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5799 {
5800         isl_basic_set *dom = NULL;
5801         isl_space *dom_space;
5802
5803         if (!bmap)
5804                 goto error;
5805         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5806         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5807         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5808 error:
5809         isl_basic_map_free(bmap);
5810         return NULL;
5811 }
5812
5813 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5814         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5815 {
5816         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5817 }
5818
5819 #undef TYPE
5820 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5821 #undef SUFFIX
5822 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5823 #undef EMPTY
5824 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5825 #undef ADD
5826 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5827 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5828
5829 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5830  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5831  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5832  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5833  *
5834  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5835  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5836  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5837  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5838  * update both "res" and "todo".
5839  */
5840 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5841         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5842         __isl_give isl_set **empty, int max)
5843 {
5844         int i;
5845         isl_pw_multi_aff *res;
5846         isl_set *todo;
5847
5848         if (!map || !dom)
5849                 goto error;
5850
5851         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5852                 if (empty)
5853                         *empty = dom;
5854                 else
5855                         isl_set_free(dom);
5856                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5857         }
5858
5859         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5860                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5861                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5862
5863         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5864                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5865                 isl_set *todo_i;
5866
5867                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5868                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5869                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5870
5871                 if (max)
5872                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5873                 else
5874                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5875
5876                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5877         }
5878
5879         isl_set_free(dom);
5880         isl_map_free(map);
5881
5882         if (empty)
5883                 *empty = todo;
5884         else
5885                 isl_set_free(todo);
5886
5887         return res;
5888 error:
5889         if (empty)
5890                 *empty = NULL;
5891         isl_set_free(dom);
5892         isl_map_free(map);
5893         return NULL;
5894 }
5895
5896 #undef TYPE
5897 #define TYPE    isl_map
5898 #undef SUFFIX
5899 #define SUFFIX
5900 #undef EMPTY
5901 #define EMPTY   isl_map_empty
5902 #undef ADD
5903 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5904 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5905
5906 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5907  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5908  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5909  *
5910  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5911  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5912  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5913  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5914  * update both "res" and "todo".
5915  *
5916  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5917  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5918  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5919  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5920  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5921  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5922  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5923  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5924  * for the ith basic map, i.e.,
5925  *
5926  *      todo^i = todo^k * todo_i
5927  *
5928  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5929  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5930  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5931  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5932  * the lexicographic order.)
5933  * In practice, we compute
5934  *
5935  *      res^k * (res_i . "<=")
5936  *
5937  * and
5938  *
5939  *      res_i * (res^k . "<")
5940  *
5941  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5942  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5943  * that one, i.e.,
5944  *
5945  *      res^k * todo_i
5946  * and
5947  *      res_i * todo^k
5948  *
5949  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5950  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5951  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5952  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5953  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5954  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5955  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5956  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5957  * the previous basic maps.
5958  */
5959 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5960                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5961                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5962 {
5963         int i;
5964         struct isl_map *res;
5965         struct isl_set *todo;
5966
5967         if (!map || !dom)
5968                 goto error;
5969
5970         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5971                 if (empty)
5972                         *empty = dom;
5973                 else
5974                         isl_set_free(dom);
5975                 return map;
5976         }
5977
5978         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5979                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5980
5981         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5982                 isl_map *lt, *le;
5983                 isl_map *res_i;
5984                 isl_set *todo_i;
5985                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5986
5987                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5988                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5989
5990                 if (max) {
5991                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5992                         le = isl_map_lex_le(dim);
5993                 } else {
5994                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5995                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5996                 }
5997                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5998                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5999                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
6000                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
6001
6002                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
6003                         res = isl_map_intersect_domain(res,
6004                                                         isl_set_copy(todo_i));
6005                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
6006                                                         isl_set_copy(todo));
6007                 }
6008
6009                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
6010                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
6011                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
6012
6013                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
6014         }
6015
6016         isl_set_free(dom);
6017         isl_map_free(map);
6018
6019         if (empty)
6020                 *empty = todo;
6021         else
6022                 isl_set_free(todo);
6023
6024         return res;
6025 error:
6026         if (empty)
6027                 *empty = NULL;
6028         isl_set_free(dom);
6029         isl_map_free(map);
6030         return NULL;
6031 }
6032
6033 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
6034                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6035                 __isl_give isl_set **empty)
6036 {
6037         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
6038 }
6039
6040 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6041                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6042                 __isl_give isl_set **empty)
6043 {
6044         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6045 }
6046
6047 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6048                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6049                 __isl_give isl_set **empty)
6050 {
6051         return (struct isl_set *)
6052                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6053                         dom, empty);
6054 }
6055
6056 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6057                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6058                 __isl_give isl_set **empty)
6059 {
6060         return (struct isl_set *)
6061                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6062                         dom, empty);
6063 }
6064
6065 /* Compute the lexicographic minimum (or maximum if "max" is set)
6066  * of "bmap" over its domain.
6067  *
6068  * Since we are not interested in the part of the domain space where
6069  * there is no solution, we initialize the domain to those constraints
6070  * of "bmap" that only involve the parameters and the input dimensions.
6071  * This relieves the parametric programming engine from detecting those
6072  * inequalities and transferring them to the context.  More importantly,
6073  * it ensures that those inequalities are transferred first and not
6074  * intermixed with inequalities that actually split the domain.
6075  */
6076 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6077 {
6078         int n_div;
6079         int n_out;
6080         isl_basic_map *copy;
6081         isl_basic_set *dom;
6082
6083         n_div = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_div);
6084         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6085         copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6086         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6087                                                         isl_dim_div, 0, n_div);
6088         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6089                                                         isl_dim_out, 0, n_out);
6090         dom = isl_basic_map_domain(copy);
6091         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6092 }
6093
6094 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6095 {
6096         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6097 }
6098
6099 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6100 {
6101         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6102 }
6103
6104 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6105 {
6106         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6107 }
6108
6109 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6110 {
6111         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6112 }
6113
6114 /* Extract the first and only affine expression from list
6115  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6116  * This domain is known to be disjoint from other domains
6117  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6118  */
6119 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6120         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6121 {
6122         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6123         isl_aff *aff;
6124         isl_pw_aff **pwaff = user;
6125         isl_pw_aff *pwaff_i;
6126
6127         if (!list)
6128                 goto error;
6129         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6130                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6131                         "expecting single element list", goto error);
6132
6133         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6134         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6135
6136         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6137
6138         isl_aff_list_free(list);
6139
6140         return 0;
6141 error:
6142         isl_basic_set_free(dom);
6143         isl_aff_list_free(list);
6144         return -1;
6145 }
6146
6147 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6148  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6149  *
6150  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6151  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6152  */
6153 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6154         int max)
6155 {
6156         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6157         isl_pw_aff *pwaff;
6158         int r;
6159
6160         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6161         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6162         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6163
6164         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6165         if (r < 0)
6166                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6167
6168         return pwaff;
6169 }
6170
6171 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6172  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6173  * but independently of the other output dimensions.
6174  *
6175  * We first project out the other output dimension and then compute
6176  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6177  * using isl_pw_aff_union_max.
6178  */
6179 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6180         int max)
6181 {
6182         int i;
6183         isl_pw_aff *pwaff;
6184         unsigned n_out;
6185
6186         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6187         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6188         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6189         if (!map)
6190                 return NULL;
6191
6192         if (map->n == 0) {
6193                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6194                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6195                 isl_map_free(map);
6196                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6197         }
6198
6199         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6200         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6201                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6202
6203                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6204                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6205         }
6206
6207         isl_map_free(map);
6208
6209         return pwaff;
6210 }
6211
6212 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6213  * parameters and input dimensions, but independently of
6214  * the other output dimensions.
6215  */
6216 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6217 {
6218         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6219 }
6220
6221 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6222  * as a function of the parameters,
6223  * but independently of the other set dimensions.
6224  */
6225 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6226         int max)
6227 {
6228         return map_dim_opt(set, pos, max);
6229 }
6230
6231 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6232  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6233  */
6234 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6235 {
6236         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6237 }
6238
6239 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6240  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6241  */
6242 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6243 {
6244         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6245 }
6246
6247 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6248  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6249  */
6250 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6251         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6252 {
6253         unsigned nparam;
6254
6255         if (!bset || !mat)
6256                 goto error;
6257
6258         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6259         if (!bset->dim)
6260                 goto error;
6261
6262         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6263
6264         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6265
6266         bset->dim->nparam = 0;
6267         bset->dim->n_out = nparam;
6268         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6269         if (bset) {
6270                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6271                 bset->dim->n_out = 0;
6272         }
6273         return bset;
6274 error:
6275         isl_mat_free(mat);
6276         isl_basic_set_free(bset);
6277         return NULL;
6278 }
6279
6280 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6281  * set is assumed to have only parameters and divs.
6282  */
6283 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6284         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6285 {
6286         isl_space *dim = NULL;
6287         unsigned nparam;
6288
6289         if (!set || !mat)
6290                 goto error;
6291
6292         dim = isl_space_copy(set->dim);
6293         dim = isl_space_cow(dim);
6294         if (!dim)
6295                 goto error;
6296
6297         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6298
6299         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6300
6301         dim->nparam = 0;
6302         dim->n_out = nparam;
6303         isl_set_reset_space(set, dim);
6304         set = isl_set_preimage(set, mat);
6305         if (!set)
6306                 goto error2;
6307         dim = isl_space_copy(set->dim);
6308         dim = isl_space_cow(dim);
6309         if (!dim)
6310                 goto error2;
6311         dim->nparam = dim->n_out;
6312         dim->n_out = 0;
6313         isl_set_reset_space(set, dim);
6314         return set;
6315 error:
6316         isl_space_free(dim);
6317         isl_mat_free(mat);
6318 error2:
6319         isl_set_free(set);
6320         return NULL;
6321 }
6322
6323 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6324  * equalities in "eq".
6325  */
6326 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6327         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6328 {
6329         int i, k;
6330         unsigned len;
6331
6332         if (!bset || !eq)
6333                 goto error;
6334
6335         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6336                                         eq->n_row, 0);
6337         if (!bset)
6338                 goto error;
6339
6340         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6341         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6342                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6343                 if (k < 0)
6344                         goto error;
6345                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6346                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6347         }
6348         isl_mat_free(eq);
6349
6350         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6351         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6352
6353         return bset;
6354 error:
6355         isl_mat_free(eq);
6356         isl_basic_set_free(bset);
6357         return NULL;
6358 }
6359
6360 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6361  * equalities in "eq".
6362  */
6363 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6364         struct isl_mat *eq)
6365 {
6366         int i;
6367
6368         if (!set || !eq)
6369                 goto error;
6370
6371         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6372                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6373                                         isl_mat_copy(eq));
6374                 if (!set->p[i])
6375                         goto error;
6376         }
6377         isl_mat_free(eq);
6378         return set;
6379 error:
6380         isl_mat_free(eq);
6381         isl_set_free(set);
6382         return NULL;
6383 }
6384
6385 /* Given a basic set "bset" that only involves parameters and existentially
6386  * quantified variables, return the index of the first equality
6387  * that only involves parameters.  If there is no such equality then
6388  * return bset->n_eq.
6389  *
6390  * This function assumes that isl_basic_set_gauss has been called on "bset".
6391  */
6392 static int first_parameter_equality(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6393 {
6394         int i, j;
6395         unsigned nparam, n_div;
6396
6397         if (!bset)
6398                 return -1;
6399
6400         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6401         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6402
6403         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6404                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6405                         ++i;
6406         }
6407
6408         return i;
6409 }
6410
6411 /* Compute an explicit representation for the existentially quantified
6412  * variables in "bset" by computing the "minimal value" of the set
6413  * variables.  Since there are no set variables, the computation of
6414  * the minimal value essentially computes an explicit representation
6415  * of the non-empty part(s) of "bset".
6416  *
6417  * The input only involves parameters and existentially quantified variables.
6418  * All equalities among parameters have been removed.
6419  *
6420  * Since the existentially quantified variables in the result are in general
6421  * going to be different from those in the input, we first replace
6422  * them by the minimal number of variables based on their equalities.
6423  * This should simplify the parametric integer programming.
6424  */
6425 static __isl_give isl_set *base_compute_divs(__isl_take isl_basic_set *bset)
6426 {
6427         isl_morph *morph1, *morph2;
6428         isl_set *set;
6429         unsigned n;
6430
6431         if (!bset)
6432                 return NULL;
6433         if (bset->n_eq == 0)
6434                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6435
6436         morph1 = isl_basic_set_parameter_compression(bset);
6437         bset = isl_morph_basic_set(isl_morph_copy(morph1), bset);
6438         bset = isl_basic_set_lift(bset);
6439         morph2 = isl_basic_set_variable_compression(bset, isl_dim_set);
6440         bset = isl_morph_basic_set(morph2, bset);
6441         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6442         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
6443
6444         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6445
6446         set = isl_morph_set(isl_morph_inverse(morph1), set);
6447
6448         return set;
6449 }
6450
6451 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6452  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6453  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6454  * The output has the same parameters, but only
6455  * explicit existentially quantified variables.
6456  *
6457  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6458  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6459  * among the parameters by performing a variable compression on
6460  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6461  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6462  *
6463  * The variable compression on the parameters may uncover additional
6464  * equalities that were only implicit before.  We therefore check
6465  * if there are any new parameter equalities in the result and
6466  * if so recurse.  The removal of parameter equalities is required
6467  * for the parameter compression performed by base_compute_divs.
6468  */
6469 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6470 {
6471         int i;
6472         struct isl_mat *eq;
6473         struct isl_mat *T, *T2;
6474         struct isl_set *set;
6475         unsigned nparam;
6476
6477         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6478         if (!bset)
6479                 return NULL;
6480
6481         if (bset->n_eq == 0)
6482                 return base_compute_divs(bset);
6483
6484         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6485         if (!bset)
6486                 return NULL;
6487         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6488                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6489
6490         i = first_parameter_equality(bset);
6491         if (i == bset->n_eq)
6492                 return base_compute_divs(bset);
6493
6494         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6495         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6496                 0, 1 + nparam);
6497         eq = isl_mat_cow(eq);
6498         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6499         if (T && T->n_col == 0) {
6500                 isl_mat_free(T);
6501                 isl_mat_free(T2);
6502                 isl_mat_free(eq);
6503                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6504                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6505         }
6506         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6507
6508         i = first_parameter_equality(bset);
6509         if (!bset)
6510                 set = NULL;
6511         else if (i == bset->n_eq)
6512                 set = base_compute_divs(bset);
6513         else
6514                 set = parameter_compute_divs(bset);
6515         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6516         set = set_append_equalities(set, eq);
6517         return set;
6518 }
6519
6520 /* Insert the divs from "ls" before those of "bmap".
6521  *
6522  * The number of columns is not changed, which means that the last
6523  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the divs from "ls".
6524  * The caller is responsible for removing the same number of dimensions
6525  * from the space of "bmap".
6526  */
6527 static __isl_give isl_basic_map *insert_divs_from_local_space(
6528         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_local_space *ls)
6529 {
6530         int i;
6531         int n_div;
6532         int old_n_div;
6533
6534         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6535         if (n_div == 0)
6536                 return bmap;
6537
6538         old_n_div = bmap->n_div;
6539         bmap = insert_div_rows(bmap, n_div);
6540         if (!bmap)
6541                 return NULL;
6542
6543         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6544                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
6545                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + ls->div->n_col, old_n_div);
6546         }
6547
6548         return bmap;
6549 }
6550
6551 /* Replace the space of "bmap" by the space and divs of "ls".
6552  *
6553  * If "ls" has any divs, then we simplify the result since we may
6554  * have discovered some additional equalities that could simplify
6555  * the div expressions.
6556  */
6557 static __isl_give isl_basic_map *basic_replace_space_by_local_space(
6558         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_local_space *ls)
6559 {
6560         int n_div;
6561
6562         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6563         if (!bmap || !ls)
6564                 goto error;
6565
6566         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6567         bmap = insert_divs_from_local_space(bmap, ls);
6568         if (!bmap)
6569                 goto error;
6570
6571         isl_space_free(bmap->dim);
6572         bmap->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6573         if (!bmap->dim)
6574                 goto error;
6575
6576         isl_local_space_free(ls);
6577         if (n_div > 0)
6578                 bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6579         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
6580         return bmap;
6581 error:
6582         isl_basic_map_free(bmap);
6583         isl_local_space_free(ls);
6584         return NULL;
6585 }
6586
6587 /* Replace the space of "map" by the space and divs of "ls".
6588  */
6589 static __isl_give isl_map *replace_space_by_local_space(__isl_take isl_map *map,
6590         __isl_take isl_local_space *ls)
6591 {
6592         int i;
6593
6594         map = isl_map_cow(map);
6595         if (!map || !ls)
6596                 goto error;
6597
6598         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6599                 map->p[i] = basic_replace_space_by_local_space(map->p[i],
6600                                                     isl_local_space_copy(ls));
6601                 if (!map->p[i])
6602                         goto error;
6603         }
6604         isl_space_free(map->dim);
6605         map->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6606         if (!map->dim)
6607                 goto error;
6608
6609         isl_local_space_free(ls);
6610         return map;
6611 error:
6612         isl_local_space_free(ls);
6613         isl_map_free(map);
6614         return NULL;
6615 }
6616
6617 /* Compute an explicit representation for the existentially
6618  * quantified variables for which do not know any explicit representation yet.
6619  *
6620  * We first sort the existentially quantified variables so that the
6621  * existentially quantified variables for which we already have an explicit
6622  * representation are placed before those for which we do not.
6623  * The input dimensions, the output dimensions and the existentially
6624  * quantified variables for which we already have an explicit
6625  * representation are then turned into parameters.
6626  * compute_divs returns a map with the same parameters and
6627  * no input or output dimensions and the dimension specification
6628  * is reset to that of the input, including the existentially quantified
6629  * variables for which we already had an explicit representation.
6630  */
6631 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6632 {
6633         struct isl_basic_set *bset;
6634         struct isl_set *set;
6635         struct isl_map *map;
6636         isl_space *dim;
6637         isl_local_space *ls;
6638         unsigned         nparam;
6639         unsigned         n_in;
6640         unsigned         n_out;
6641         unsigned n_known;
6642         int i;
6643
6644         bmap = isl_basic_map_sort_divs(bmap);
6645         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6646         if (!bmap)
6647                 return NULL;
6648
6649         for (n_known = 0; n_known < bmap->n_div; ++n_known)
6650                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[n_known][0]))
6651                         break;
6652
6653         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6654         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6655         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6656         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx,
6657                                     nparam + n_in + n_out + n_known, 0);
6658         if (!dim)
6659                 goto error;
6660
6661         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
6662         ls = isl_local_space_drop_dims(ls, isl_dim_div,
6663                                         n_known, bmap->n_div - n_known);
6664         if (n_known > 0) {
6665                 for (i = n_known; i < bmap->n_div; ++i)
6666                         swap_div(bmap, i - n_known, i);
6667                 bmap->n_div -= n_known;
6668                 bmap->extra -= n_known;
6669         }
6670         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, dim);
6671         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6672
6673         set = parameter_compute_divs(bset);
6674         map = (struct isl_map *)set;
6675         map = replace_space_by_local_space(map, ls);
6676
6677         return map;
6678 error:
6679         isl_basic_map_free(bmap);
6680         return NULL;
6681 }
6682
6683 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6684 {
6685         int i;
6686         unsigned off;
6687
6688         if (!bmap)
6689                 return -1;
6690
6691         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6692         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6693                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6694                         return 0;
6695                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6696                                 return -1);
6697         }
6698         return 1;
6699 }
6700
6701 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6702 {
6703         int i;
6704
6705         if (!map)
6706                 return -1;
6707
6708         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6709                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6710                 if (known <= 0)
6711                         return known;
6712         }
6713
6714         return 1;
6715 }
6716
6717 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6718  * expressions for them.  However, this computation may be
6719  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6720  * strictly needed.
6721  */
6722 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6723 {
6724         int known;
6725         struct isl_map *map;
6726
6727         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6728         if (known < 0)
6729                 goto error;
6730         if (known)
6731                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6732
6733         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6734
6735         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6736         if (known < 0)
6737                 goto error;
6738         if (known)
6739                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6740
6741         map = compute_divs(bmap);
6742         return map;
6743 error:
6744         isl_basic_map_free(bmap);
6745         return NULL;
6746 }
6747
6748 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6749 {
6750         int i;
6751         int known;
6752         struct isl_map *res;
6753
6754         if (!map)
6755                 return NULL;
6756         if (map->n == 0)
6757                 return map;
6758
6759         known = map_divs_known(map);
6760         if (known < 0) {
6761                 isl_map_free(map);
6762                 return NULL;
6763         }
6764         if (known)
6765                 return map;
6766
6767         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6768         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6769                 struct isl_map *r2;
6770                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6771                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6772                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6773                 else
6774                         res = isl_map_union(res, r2);
6775         }
6776         isl_map_free(map);
6777
6778         return res;
6779 }
6780
6781 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6782 {
6783         return (struct isl_set *)
6784                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6785 }
6786
6787 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6788 {
6789         return (struct isl_set *)
6790                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6791 }
6792
6793 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6794 {
6795         int i;
6796         struct isl_set *set;
6797
6798         if (!map)
6799                 goto error;
6800
6801         map = isl_map_cow(map);
6802         if (!map)
6803                 return NULL;
6804
6805         set = (struct isl_set *)map;
6806         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6807         if (!set->dim)
6808                 goto error;
6809         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6810                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6811                 if (!set->p[i])
6812                         goto error;
6813         }
6814         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6815         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6816         return set;
6817 error:
6818         isl_map_free(map);
6819         return NULL;
6820 }
6821
6822 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6823  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6824  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6825  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6826  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6827  * may not be disjoint.
6828  *
6829  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6830  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6831  */
6832 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6833         __isl_take isl_map *map2)
6834 {
6835         int i;
6836         unsigned flags = 0;
6837         struct isl_map *map = NULL;
6838         int is_universe;
6839
6840         if (!map1 || !map2)
6841                 goto error;
6842
6843         if (map1->n == 0) {
6844                 isl_map_free(map1);
6845                 return map2;
6846         }
6847         if (map2->n == 0) {
6848                 isl_map_free(map2);
6849                 return map1;
6850         }
6851
6852         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6853         if (is_universe < 0)
6854                 goto error;
6855         if (is_universe) {
6856                 isl_map_free(map2);
6857                 return map1;
6858         }
6859
6860         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6861         if (is_universe < 0)
6862                 goto error;
6863         if (is_universe) {
6864                 isl_map_free(map1);
6865                 return map2;
6866         }
6867
6868         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6869
6870         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6871             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6872                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6873
6874         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6875                                 map1->n + map2->n, flags);
6876         if (!map)
6877                 goto error;
6878         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6879                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6880                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6881                 if (!map)
6882                         goto error;
6883         }
6884         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6885                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6886                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6887                 if (!map)
6888                         goto error;
6889         }
6890         isl_map_free(map1);
6891         isl_map_free(map2);
6892         return map;
6893 error:
6894         isl_map_free(map);
6895         isl_map_free(map1);
6896         isl_map_free(map2);
6897         return NULL;
6898 }
6899
6900 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6901         __isl_take isl_map *map2)
6902 {
6903         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6904 }
6905
6906 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6907 {
6908         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6909         if (!map1)
6910                 return NULL;
6911         if (map1->n > 1)
6912                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6913         return map1;
6914 }
6915
6916 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6917                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6918 {
6919         return (struct isl_set *)
6920                 isl_map_union_disjoint(
6921                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6922 }
6923
6924 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6925 {
6926         return (struct isl_set *)
6927                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6928 }
6929
6930 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6931  * the results.
6932  *
6933  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6934  */
6935 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6936         __isl_take isl_set *set,
6937         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6938                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6939 {
6940         unsigned flags = 0;
6941         struct isl_map *result;
6942         int i, j;
6943
6944         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6945                 isl_set_free(set);
6946                 return map;
6947         }
6948
6949         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6950             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6951                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6952
6953         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6954                                         map->n * set->n, flags);
6955         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6956                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6957                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6958                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6959                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6960                         if (!result)
6961                                 break;
6962                 }
6963
6964         isl_map_free(map);
6965         isl_set_free(set);
6966         return result;
6967 }
6968
6969 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6970         __isl_take isl_set *set)
6971 {
6972         if (!map || !set)
6973                 goto error;
6974
6975         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6976                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6977                         "incompatible spaces", goto error);
6978
6979         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6980 error:
6981         isl_map_free(map);
6982         isl_set_free(set);
6983         return NULL;
6984 }
6985
6986 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6987         __isl_take isl_set *set)
6988 {
6989         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6990 }
6991
6992 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6993         __isl_take isl_set *set)
6994 {
6995         if (!map || !set)
6996                 goto error;
6997
6998         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6999                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
7000                         "incompatible spaces", goto error);
7001
7002         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
7003 error:
7004         isl_map_free(map);
7005         isl_set_free(set);
7006         return NULL;
7007 }
7008
7009 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7010         __isl_take isl_set *set)
7011 {
7012         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
7013                                                 &map_intersect_domain);
7014 }
7015
7016 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7017         __isl_take isl_map *map2)
7018 {
7019         if (!map1 || !map2)
7020                 goto error;
7021         map1 = isl_map_reverse(map1);
7022         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
7023         return isl_map_reverse(map1);
7024 error:
7025         isl_map_free(map1);
7026         isl_map_free(map2);
7027         return NULL;
7028 }
7029
7030 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7031         __isl_take isl_map *map2)
7032 {
7033         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
7034 }
7035
7036 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7037         __isl_take isl_map *map2)
7038 {
7039         isl_space *dim_result;
7040         struct isl_map *result;
7041         int i, j;
7042
7043         if (!map1 || !map2)
7044                 goto error;
7045
7046         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
7047                                   isl_space_copy(map2->dim));
7048
7049         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
7050         if (!result)
7051                 goto error;
7052         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7053                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7054                         result = isl_map_add_basic_map(result,
7055                             isl_basic_map_apply_range(
7056                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7057                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
7058                         if (!result)
7059                                 goto error;
7060                 }
7061         isl_map_free(map1);
7062         isl_map_free(map2);
7063         if (result && result->n <= 1)
7064                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
7065         return result;
7066 error:
7067         isl_map_free(map1);
7068         isl_map_free(map2);
7069         return NULL;
7070 }
7071
7072 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7073         __isl_take isl_map *map2)
7074 {
7075         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
7076 }
7077
7078 /*
7079  * returns range - domain
7080  */
7081 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
7082 {
7083         isl_space *dims, *target_dim;
7084         struct isl_basic_set *bset;
7085         unsigned dim;
7086         unsigned nparam;
7087         int i;
7088
7089         if (!bmap)
7090                 goto error;
7091         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
7092                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
7093                    goto error);
7094         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
7095         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
7096         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
7097         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
7098         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7099         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
7100         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
7101         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
7102         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
7103         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7104                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
7105                                             (struct isl_basic_map *)bset);
7106                 if (j < 0) {
7107                         bset = isl_basic_set_free(bset);
7108                         break;
7109                 }
7110                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7111                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
7112                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
7113                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
7114         }
7115         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
7116         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
7117         return bset;
7118 error:
7119         isl_basic_map_free(bmap);
7120         return NULL;
7121 }
7122
7123 /*
7124  * returns range - domain
7125  */
7126 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
7127 {
7128         int i;
7129         isl_space *dim;
7130         struct isl_set *result;
7131
7132         if (!map)
7133                 return NULL;
7134
7135         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
7136                                                  map->dim, isl_dim_out),
7137                    goto error);
7138         dim = isl_map_get_space(map);
7139         dim = isl_space_domain(dim);
7140         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
7141         if (!result)
7142                 goto error;
7143         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7144                 result = isl_set_add_basic_set(result,
7145                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
7146         isl_map_free(map);
7147         return result;
7148 error:
7149         isl_map_free(map);
7150         return NULL;
7151 }
7152
7153 /*
7154  * returns [domain -> range] -> range - domain
7155  */
7156 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
7157         __isl_take isl_basic_map *bmap)
7158 {
7159         int i, k;
7160         isl_space *dim;
7161         isl_basic_map *domain;
7162         int nparam, n;
7163         unsigned total;
7164
7165         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
7166                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
7167                         "domain and range don't match", goto error);
7168
7169         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
7170         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
7171
7172         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
7173         domain = isl_basic_map_universe(dim);
7174
7175         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
7176         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
7177         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
7178
7179         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7180
7181         for (i = 0; i < n; ++i) {
7182                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7183                 if (k < 0)
7184                         goto error;
7185                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
7186                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
7187                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
7188                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
7189         }
7190
7191         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
7192         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7193 error:
7194         isl_basic_map_free(bmap);
7195         return NULL;
7196 }
7197
7198 /*
7199  * returns [domain -> range] -> range - domain
7200  */
7201 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
7202 {
7203         int i;
7204         isl_space *domain_dim;
7205
7206         if (!map)
7207                 return NULL;
7208
7209         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
7210                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
7211                         "domain and range don't match", goto error);
7212
7213         map = isl_map_cow(map);
7214         if (!map)
7215                 return NULL;
7216
7217         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
7218         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
7219         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
7220         if (!map->dim)
7221                 goto error;
7222         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7223                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
7224                 if (!map->p[i])
7225                         goto error;
7226         }
7227         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7228         return map;
7229 error:
7230         isl_map_free(map);
7231         return NULL;
7232 }
7233
7234 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
7235 {
7236         struct isl_basic_map *bmap;
7237         unsigned nparam;
7238         unsigned dim;
7239         int i;
7240
7241         if (!dims)
7242                 return NULL;
7243
7244         nparam = dims->nparam;
7245         dim = dims->n_out;
7246         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7247         if (!bmap)
7248                 goto error;
7249
7250         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7251                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7252                 if (j < 0)
7253                         goto error;
7254                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7255                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7256                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7257         }
7258         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7259 error:
7260         isl_basic_map_free(bmap);
7261         return NULL;
7262 }
7263
7264 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7265 {
7266         if (!dim)
7267                 return NULL;
7268         if (dim->n_in != dim->n_out)
7269                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7270                         "number of input and output dimensions needs to be "
7271                         "the same", goto error);
7272         return basic_map_identity(dim);
7273 error:
7274         isl_space_free(dim);
7275         return NULL;
7276 }
7277
7278 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7279 {
7280         if (!model || !model->dim)
7281                 return NULL;
7282         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7283 }
7284
7285 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7286 {
7287         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7288 }
7289
7290 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7291 {
7292         if (!model || !model->dim)
7293                 return NULL;
7294         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7295 }
7296
7297 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7298 {
7299         if (!model || !model->dim)
7300                 return NULL;
7301         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7302 }
7303
7304 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7305 {
7306         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7307         isl_map *id;
7308         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7309         return isl_map_intersect_range(id, set);
7310 }
7311
7312 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7313  * values.
7314  */
7315 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7316         __isl_take isl_space *space)
7317 {
7318         int i;
7319         unsigned nparam;
7320         unsigned dim;
7321         struct isl_basic_set *bset;
7322
7323         if (!space)
7324                 return NULL;
7325         nparam = space->nparam;
7326         dim = space->n_out;
7327         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7328         if (!bset)
7329                 return NULL;
7330         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7331                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7332                 if (k < 0)
7333                         goto error;
7334                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7335                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7336         }
7337         return bset;
7338 error:
7339         isl_basic_set_free(bset);
7340         return NULL;
7341 }
7342
7343 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7344  */
7345 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7346         int pos)
7347 {
7348         int k;
7349         isl_basic_set *nonneg;
7350
7351         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7352         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7353         if (k < 0)
7354                 goto error;
7355         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7356         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7357
7358         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7359 error:
7360         isl_basic_set_free(nonneg);
7361         return NULL;
7362 }
7363
7364 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7365  */
7366 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7367 {
7368         int k;
7369         isl_basic_set *neg;
7370
7371         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7372         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7373         if (k < 0)
7374                 goto error;
7375         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7376         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7377         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7378
7379         return isl_basic_set_finalize(neg);
7380 error:
7381         isl_basic_set_free(neg);
7382         return NULL;
7383 }
7384
7385 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7386         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7387 {
7388         int i;
7389         isl_basic_set *nonneg;
7390         isl_basic_set *neg;
7391
7392         if (!set)
7393                 return NULL;
7394         if (n == 0)
7395                 return set;
7396
7397         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7398
7399         for (i = 0; i < n; ++i) {
7400                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7401                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7402                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7403                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7404
7405                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7406         }
7407
7408         return set;
7409 error:
7410         isl_set_free(set);
7411         return NULL;
7412 }
7413
7414 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7415         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7416         void *user)
7417 {
7418         isl_set *half;
7419
7420         if (!set)
7421                 return -1;
7422         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7423                 isl_set_free(set);
7424                 return 0;
7425         }
7426         if (first == len)
7427                 return fn(set, signs, user);
7428
7429         signs[first] = 1;
7430         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7431                                                         1 + first));
7432         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7433         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7434                 goto error;
7435
7436         signs[first] = -1;
7437         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7438                                                         1 + first));
7439         half = isl_set_intersect(half, set);
7440         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7441 error:
7442         isl_set_free(set);
7443         return -1;
7444 }
7445
7446 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7447  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7448  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7449  * to the sign of the corresponding variable.
7450  */
7451 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7452         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7453         void *user)
7454 {
7455         unsigned nparam;
7456         unsigned nvar;
7457         int *signs;
7458         int r;
7459
7460         if (!set)
7461                 return -1;
7462         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7463                 return 0;
7464
7465         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7466         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7467
7468         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7469
7470         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7471                             fn, user);
7472
7473         free(signs);
7474
7475         return r;
7476 }
7477
7478 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7479 {
7480         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7481 }
7482
7483 int isl_basic_map_is_subset(
7484                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7485 {
7486         int is_subset;
7487         struct isl_map *map1;
7488         struct isl_map *map2;
7489
7490         if (!bmap1 || !bmap2)
7491                 return -1;
7492
7493         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7494         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7495
7496         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7497
7498         isl_map_free(map1);
7499         isl_map_free(map2);
7500
7501         return is_subset;
7502 }
7503
7504 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7505         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7506 {
7507         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7508 }
7509
7510 int isl_basic_map_is_equal(
7511                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7512 {
7513         int is_subset;
7514
7515         if (!bmap1 || !bmap2)
7516                 return -1;
7517         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7518         if (is_subset != 1)
7519                 return is_subset;
7520         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7521         return is_subset;
7522 }
7523
7524 int isl_basic_set_is_equal(
7525                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7526 {
7527         return isl_basic_map_is_equal(
7528                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7529 }
7530
7531 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7532 {
7533         int i;
7534         int is_empty;
7535
7536         if (!map)
7537                 return -1;
7538         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7539                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7540                 if (is_empty < 0)
7541                         return -1;
7542                 if (!is_empty)
7543                         return 0;
7544         }
7545         return 1;
7546 }
7547
7548 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7549 {
7550         return map ? map->n == 0 : -1;
7551 }
7552
7553 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7554 {
7555         return isl_map_plain_is_empty(map);
7556 }
7557
7558 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7559 {
7560         return set ? set->n == 0 : -1;
7561 }
7562
7563 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7564 {
7565         return isl_set_plain_is_empty(set);
7566 }
7567
7568 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7569 {
7570         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7571 }
7572
7573 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7574 {
7575         if (!map1 || !map2)
7576                 return -1;
7577
7578         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7579 }
7580
7581 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7582 {
7583         if (!set1 || !set2)
7584                 return -1;
7585
7586         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7587 }
7588
7589 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7590 {
7591         int is_subset;
7592
7593         if (!map1 || !map2)
7594                 return -1;
7595         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7596         if (is_subset != 1)
7597                 return is_subset;
7598         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7599         return is_subset;
7600 }
7601
7602 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7603 {
7604         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7605 }
7606
7607 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7608                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7609 {
7610         int is_subset;
7611
7612         if (!bmap1 || !bmap2)
7613                 return -1;
7614         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7615         if (is_subset != 1)
7616                 return is_subset;
7617         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7618         if (is_subset == -1)
7619                 return is_subset;
7620         return !is_subset;
7621 }
7622
7623 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7624 {
7625         int is_subset;
7626
7627         if (!map1 || !map2)
7628                 return -1;
7629         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7630         if (is_subset != 1)
7631                 return is_subset;
7632         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7633         if (is_subset == -1)
7634                 return is_subset;
7635         return !is_subset;
7636 }
7637
7638 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7639 {
7640         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7641 }
7642
7643 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7644 {
7645         if (!bmap)
7646                 return -1;
7647         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7648 }
7649
7650 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7651 {
7652         if (!bset)
7653                 return -1;
7654         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7655 }
7656
7657 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7658 {
7659         int i;
7660
7661         if (!map)
7662                 return -1;
7663
7664         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7665                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7666                 if (r < 0 || r)
7667                         return r;
7668         }
7669
7670         return 0;
7671 }
7672
7673 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7674 {
7675         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7676 }
7677
7678 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7679 {
7680         return isl_set_plain_is_universe(set);
7681 }
7682
7683 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7684 {
7685         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7686         struct isl_vec *sample = NULL;
7687         int empty;
7688         unsigned total;
7689
7690         if (!bmap)
7691                 return -1;
7692
7693         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7694                 return 1;
7695
7696         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7697                 return 0;
7698
7699         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7700                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7701                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7702                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7703                 isl_basic_map_free(copy);
7704                 return empty;
7705         }
7706
7707         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7708         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7709                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7710                 if (contains < 0)
7711                         return -1;
7712                 if (contains)
7713                         return 0;
7714         }
7715         isl_vec_free(bmap->sample);
7716         bmap->sample = NULL;
7717         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7718         if (!bset)
7719                 return -1;
7720         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7721         if (!sample)
7722                 return -1;
7723         empty = sample->size == 0;
7724         isl_vec_free(bmap->sample);
7725         bmap->sample = sample;
7726         if (empty)
7727                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7728
7729         return empty;
7730 }
7731
7732 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7733 {
7734         if (!bmap)
7735                 return -1;
7736         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7737 }
7738
7739 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7740 {
7741         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7742 }
7743
7744 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7745 {
7746         if (!bset)
7747                 return -1;
7748         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7749 }
7750
7751 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7752 {
7753         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7754 }
7755
7756 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7757 {
7758         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7759 }
7760
7761 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7762         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7763 {
7764         struct isl_map *map;
7765         if (!bmap1 || !bmap2)
7766                 goto error;
7767
7768         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7769
7770         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7771         if (!map)
7772                 goto error;
7773         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7774         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7775         return map;
7776 error:
7777         isl_basic_map_free(bmap1);
7778         isl_basic_map_free(bmap2);
7779         return NULL;
7780 }
7781
7782 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7783                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7784 {
7785         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7786                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7787                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7788 }
7789
7790 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7791 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7792 {
7793         int i;
7794         unsigned off;
7795
7796         if (!bmap)
7797                 return NULL;
7798
7799         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7800
7801         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7802                 int pos;
7803                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7804                         continue;
7805                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7806                                                             bmap->n_div-i);
7807                 if (pos == -1)
7808                         continue;
7809                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7810                 --i;
7811         }
7812         return bmap;
7813 }
7814
7815 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7816 {
7817         return (struct isl_basic_set *)
7818                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7819 }
7820
7821 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7822 {
7823         int i;
7824
7825         if (!map)
7826                 return 0;
7827
7828         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7829                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7830                 if (!map->p[i])
7831                         goto error;
7832         }
7833
7834         return map;
7835 error:
7836         isl_map_free(map);
7837         return NULL;
7838 }
7839
7840 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7841  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7842  * list of divs is given by "div".
7843  */
7844 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7845         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7846 {
7847         int i, j;
7848         int n_div;
7849
7850         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7851         if (!bset || !div)
7852                 goto error;
7853
7854         if (div->n_row < bset->n_div)
7855                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7856                         "not an expansion", goto error);
7857
7858         n_div = bset->n_div;
7859         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7860                                             div->n_row - n_div, 0,
7861                                             2 * (div->n_row - n_div));
7862
7863         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7864                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7865                         goto error;
7866
7867         j = n_div - 1;
7868         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7869                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7870                         if (i != j)
7871                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7872                         j--;
7873                 } else {
7874                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7875                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7876                                 goto error;
7877                 }
7878         }
7879
7880         isl_mat_free(div);
7881         return bset;
7882 error:
7883         isl_basic_set_free(bset);
7884         isl_mat_free(div);
7885         return NULL;
7886 }
7887
7888 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7889  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7890  * 
7891  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7892  * of the corresponding div in dst otherwise.
7893  */
7894 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7895                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7896 {
7897         int i;
7898
7899         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7900
7901         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7902         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7903                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7904                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7905                                                 dst->n_div - div) == -1)
7906                         return i;
7907         return -1;
7908 }
7909
7910 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7911                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7912 {
7913         int i;
7914         unsigned total;
7915
7916         if (!dst || !src)
7917                 goto error;
7918
7919         if (src->n_div == 0)
7920                 return dst;
7921
7922         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7923                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7924
7925         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7926         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7927         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7928                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7929         if (!dst)
7930                 return NULL;
7931         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7932         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7933                 int j = find_div(dst, src, i);
7934                 if (j < 0) {
7935                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7936                         if (j < 0)
7937                                 goto error;
7938                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7939                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7940                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7941                                 goto error;
7942                 }
7943                 if (j != i)
7944                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7945         }
7946         return dst;
7947 error:
7948         isl_basic_map_free(dst);
7949         return NULL;
7950 }
7951
7952 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7953                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7954 {
7955         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7956                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7957 }
7958
7959 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7960 {
7961         int i;
7962
7963         if (!map)
7964                 return NULL;
7965         if (map->n == 0)
7966                 return map;
7967         map = isl_map_compute_divs(map);
7968         map = isl_map_cow(map);
7969         if (!map)
7970                 return NULL;
7971
7972         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7973                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7974         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7975                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7976
7977         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7978         return map;
7979 }
7980
7981 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7982 {
7983         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7984 }
7985
7986 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7987         __isl_take isl_map *map)
7988 {
7989         if (!set || !map)
7990                 goto error;
7991         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7992         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7993         set = isl_map_range(map);
7994         return set;
7995 error:
7996         isl_set_free(set);
7997         isl_map_free(map);
7998         return NULL;
7999 }
8000
8001 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
8002         __isl_take isl_map *map)
8003 {
8004         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
8005 }
8006
8007 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
8008  * the meaning of the set.
8009  */
8010 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
8011 {
8012         int i;
8013
8014         if (!map)
8015                 return NULL;
8016
8017         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
8018                 remove_if_empty(map, i);
8019
8020         return map;
8021 }
8022
8023 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
8024 {
8025         return (struct isl_set *)
8026                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
8027 }
8028
8029 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
8030 {
8031         struct isl_basic_map *bmap;
8032         if (!map || map->n == 0)
8033                 return NULL;
8034         bmap = map->p[map->n-1];
8035         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
8036         return isl_basic_map_copy(bmap);
8037 }
8038
8039 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
8040 {
8041         return (struct isl_basic_set *)
8042                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
8043 }
8044
8045 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
8046                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
8047 {
8048         int i;
8049
8050         if (!map || !bmap)
8051                 goto error;
8052         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
8053                 if (map->p[i] != bmap)
8054                         continue;
8055                 map = isl_map_cow(map);
8056                 if (!map)
8057                         goto error;
8058                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8059                 if (i != map->n-1) {
8060                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
8061                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
8062                 }
8063                 map->n--;
8064                 return map;
8065         }
8066         return map;
8067 error:
8068         isl_map_free(map);
8069         return NULL;
8070 }
8071
8072 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
8073                                                 struct isl_basic_set *bset)
8074 {
8075         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
8076                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8077 }
8078
8079 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
8080  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
8081  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
8082  */
8083 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
8084         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
8085         int pos, isl_int *opt)
8086 {
8087         isl_space *dims;
8088         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
8089         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
8090         struct isl_ctx *ctx;
8091         struct isl_vec *obj;
8092         unsigned total;
8093         unsigned nparam;
8094         unsigned dim1, dim2;
8095         enum isl_lp_result res;
8096
8097         if (!bset1 || !bset2)
8098                 return isl_lp_error;
8099
8100         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
8101         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
8102         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
8103         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
8104         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
8105         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
8106         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
8107         if (!bmap1 || !bmap2)
8108                 goto error;
8109         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
8110         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
8111                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
8112                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
8113         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
8114         if (!bmap1)
8115                 goto error;
8116         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8117         ctx = bmap1->ctx;
8118         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
8119         if (!obj)
8120                 goto error2;
8121         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
8122         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
8123         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
8124         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
8125                                         opt, NULL, NULL);
8126         isl_basic_map_free(bmap1);
8127         isl_vec_free(obj);
8128         return res;
8129 error:
8130         isl_basic_map_free(bmap2);
8131 error2:
8132         isl_basic_map_free(bmap1);
8133         return isl_lp_error;
8134 }
8135
8136 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
8137  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8138  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
8139  * smaller or larger than those in bset2.
8140  *
8141  * Returns
8142  *       1 if bset1 follows bset2
8143  *      -1 if bset1 precedes bset2
8144  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
8145  *      -2 if some error occurred.
8146  */
8147 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
8148         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
8149 {
8150         isl_int opt;
8151         enum isl_lp_result res;
8152         int cmp;
8153
8154         isl_int_init(opt);
8155
8156         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8157
8158         if (res == isl_lp_empty)
8159                 cmp = 0;
8160         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8161                   res == isl_lp_unbounded)
8162                 cmp = 1;
8163         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8164                 cmp = -1;
8165         else
8166                 cmp = -2;
8167
8168         isl_int_clear(opt);
8169         return cmp;
8170 }
8171
8172 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
8173  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8174  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
8175  * than a value of the same dimension in bset2.
8176  *
8177  * Return
8178  *       1 if there exists such a pair
8179  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8180  *      -1 otherwise
8181  *      -2 if some error occurred.
8182  */
8183 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8184         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
8185 {
8186         isl_int opt;
8187         enum isl_lp_result res;
8188         int cmp;
8189
8190         isl_int_init(opt);
8191
8192         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8193
8194         if (res == isl_lp_empty)
8195                 cmp = -1;
8196         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8197                   res == isl_lp_unbounded)
8198                 cmp = 1;
8199         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8200                 cmp = -1;
8201         else if (res == isl_lp_ok)
8202                 cmp = 0;
8203         else
8204                 cmp = -2;
8205
8206         isl_int_clear(opt);
8207         return cmp;
8208 }
8209
8210 /* Given two sets set1 and set2, check whether
8211  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8212  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
8213  * than a value of the same dimension in set2.
8214  *
8215  * Return
8216  *       1 if there exists such a pair
8217  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8218  *      -1 otherwise
8219  *      -2 if some error occurred.
8220  */
8221 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
8222         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
8223 {
8224         int i, j;
8225         int follows = -1;
8226
8227         if (!set1 || !set2)
8228                 return -2;
8229
8230         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
8231                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
8232                         int f;
8233                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
8234                         if (f == 1 || f == -2)
8235                                 return f;
8236                         if (f > follows)
8237                                 follows = f;
8238                 }
8239
8240         return follows;
8241 }
8242
8243 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8244         unsigned pos, isl_int *val)
8245 {
8246         int i;
8247         int d;
8248         unsigned total;
8249
8250         if (!bmap)
8251                 return -1;
8252         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8253         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8254                 for (; d+1 > pos; --d)
8255                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8256                                 break;
8257                 if (d != pos)
8258                         continue;
8259                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8260                         return 0;
8261                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8262                         return 0;
8263                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8264                         return 0;
8265                 if (val)
8266                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8267                 return 1;
8268         }
8269         return 0;
8270 }
8271
8272 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8273         unsigned pos, isl_int *val)
8274 {
8275         int i;
8276         isl_int v;
8277         isl_int tmp;
8278         int fixed;
8279
8280         if (!map)
8281                 return -1;
8282         if (map->n == 0)
8283                 return 0;
8284         if (map->n == 1)
8285                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8286         isl_int_init(v);
8287         isl_int_init(tmp);
8288         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8289         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8290                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8291                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8292                         fixed = 0;
8293         }
8294         if (val)
8295                 isl_int_set(*val, v);
8296         isl_int_clear(tmp);
8297         isl_int_clear(v);
8298         return fixed;
8299 }
8300
8301 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8302         unsigned pos, isl_int *val)
8303 {
8304         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8305                                                 pos, val);
8306 }
8307
8308 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8309         isl_int *val)
8310 {
8311         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8312 }
8313
8314 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8315         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8316 {
8317         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8318                 return -1;
8319         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8320                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8321 }
8322
8323 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8324         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8325 {
8326         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8327                 return -1;
8328         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8329                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8330 }
8331
8332 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8333         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8334 {
8335         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8336 }
8337
8338 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8339         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8340 {
8341         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8342 }
8343
8344 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8345  * then return this fixed value in *val.
8346  */
8347 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8348         unsigned dim, isl_int *val)
8349 {
8350         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8351                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8352 }
8353
8354 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8355  * then return this fixed value in *val.
8356  */
8357 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8358         unsigned dim, isl_int *val)
8359 {
8360         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8361 }
8362
8363 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8364         unsigned dim, isl_int *val)
8365 {
8366         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8367 }
8368
8369 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8370  * then return this fixed value in *val.
8371  */
8372 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8373         unsigned in, isl_int *val)
8374 {
8375         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8376 }
8377
8378 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8379  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8380  */
8381 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8382         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8383 {
8384         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8385         isl_int *c;
8386         unsigned total;
8387         unsigned nparam;
8388
8389         if (!bset)
8390                 return -1;
8391         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8392         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8393         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8394                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8395                         continue;
8396                 if (i_eq != -1)
8397                         return 0;
8398                 i_eq = i;
8399         }
8400         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8401                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8402                         continue;
8403                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8404                         return 0;
8405                 i_ineq = i;
8406         }
8407         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8408                 return 0;
8409         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8410         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8411         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8412                 return 0;
8413         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8414                 return 0;
8415         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8416                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8417                 return 0;
8418         if (val)
8419                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8420         return 1;
8421 }
8422
8423 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8424         unsigned dim, isl_int *val)
8425 {
8426         int i;
8427         isl_int v;
8428         isl_int tmp;
8429         int fixed;
8430
8431         if (!set)
8432                 return -1;
8433         if (set->n == 0)
8434                 return 0;
8435         if (set->n == 1)
8436                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8437                                                                 dim, val);
8438         isl_int_init(v);
8439         isl_int_init(tmp);
8440         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8441                                                                 dim, &v);
8442         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8443                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8444                                                                 dim, &tmp);
8445                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8446                         fixed = 0;
8447         }
8448         if (val)
8449                 isl_int_set(*val, v);
8450         isl_int_clear(tmp);
8451         isl_int_clear(v);
8452         return fixed;
8453 }
8454
8455 struct constraint {
8456         unsigned        size;
8457         isl_int         *c;
8458 };
8459
8460 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8461  * variables sorting first.
8462  */
8463 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8464 {
8465         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8466         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8467         int l1, l2;
8468         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8469
8470         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8471         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8472
8473         if (l1 != l2)
8474                 return l1 - l2;
8475
8476         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8477 }
8478
8479 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8480         struct isl_basic_map *bmap)
8481 {
8482         int i;
8483         struct constraint *c;
8484         unsigned total;
8485
8486         if (!bmap)
8487                 return NULL;
8488         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8489         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8490         if (!c)
8491                 goto error;
8492         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8493                 c[i].size = total;
8494                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8495         }
8496         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8497         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8498                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8499         free(c);
8500         return bmap;
8501 error:
8502         isl_basic_map_free(bmap);
8503         return NULL;
8504 }
8505
8506 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8507         __isl_take isl_basic_set *bset)
8508 {
8509         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8510                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8511 }
8512
8513 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8514 {
8515         if (!bmap)
8516                 return NULL;
8517         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8518                 return bmap;
8519         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8520         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8521         if (bmap)
8522                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8523         return bmap;
8524 }
8525
8526 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8527 {
8528         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8529                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8530 }
8531
8532 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8533         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8534 {
8535         int i, cmp;
8536         unsigned total;
8537
8538         if (bmap1 == bmap2)
8539                 return 0;
8540         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8541             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8542                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8543         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8544                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8545         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8546                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8547         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8548                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8549         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8550             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8551                 return 0;
8552         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8553                 return 1;
8554         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8555                 return -1;
8556         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8557                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8558         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8559                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8560         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8561                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8562         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8563         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8564                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8565                 if (cmp)
8566                         return cmp;
8567         }
8568         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8569                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8570                 if (cmp)
8571                         return cmp;
8572         }
8573         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8574                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8575                 if (cmp)
8576                         return cmp;
8577         }
8578         return 0;
8579 }
8580
8581 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8582         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8583 {
8584         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8585 }
8586
8587 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8588 {
8589         int i, cmp;
8590
8591         if (set1 == set2)
8592                 return 0;
8593         if (set1->n != set2->n)
8594                 return set1->n - set2->n;
8595
8596         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8597                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8598                 if (cmp)
8599                         return cmp;
8600         }
8601
8602         return 0;
8603 }
8604
8605 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8606         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8607 {
8608         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8609 }
8610
8611 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8612         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8613 {
8614         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8615                                             (isl_basic_map *)bset2);
8616 }
8617
8618 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8619 {
8620         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8621         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8622
8623         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8624 }
8625
8626 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8627  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8628  * meaning of any possible other copies of map.
8629  */
8630 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8631 {
8632         int i, j;
8633         struct isl_basic_map *bmap;
8634
8635         if (!map)
8636                 return NULL;
8637         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8638                 return map;
8639         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8640                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8641                 if (!bmap)
8642                         goto error;
8643                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8644                 map->p[i] = bmap;
8645         }
8646         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8647         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8648         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8649         if (!map)
8650                 return NULL;
8651         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8652                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8653                         continue;
8654                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8655                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8656                         map->p[j-1] = map->p[j];
8657                 map->n--;
8658         }
8659         return map;
8660 error:
8661         isl_map_free(map);
8662         return NULL;
8663
8664 }
8665
8666 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8667 {
8668         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8669 }
8670
8671 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8672 {
8673         int i;
8674         int equal;
8675
8676         if (!map1 || !map2)
8677                 return -1;
8678
8679         if (map1 == map2)
8680                 return 1;
8681         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8682                 return 0;
8683
8684         map1 = isl_map_copy(map1);
8685         map2 = isl_map_copy(map2);
8686         map1 = isl_map_normalize(map1);
8687         map2 = isl_map_normalize(map2);
8688         if (!map1 || !map2)
8689                 goto error;
8690         equal = map1->n == map2->n;
8691         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8692                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8693                 if (equal < 0)
8694                         goto error;
8695         }
8696         isl_map_free(map1);
8697         isl_map_free(map2);
8698         return equal;
8699 error:
8700         isl_map_free(map1);
8701         isl_map_free(map2);
8702         return -1;
8703 }
8704
8705 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8706 {
8707         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8708 }
8709
8710 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8711 {
8712         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8713                                                 (struct isl_map *)set2);
8714 }
8715
8716 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8717 {
8718         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8719 }
8720
8721 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8722  */
8723 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8724         isl_int min, isl_int max)
8725 {
8726         int k;
8727         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8728
8729         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8730         if (!bset)
8731                 goto error;
8732
8733         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8734         if (k < 0)
8735                 goto error;
8736         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8737         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8738
8739         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8740         if (k < 0)
8741                 goto error;
8742         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8743         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8744
8745         return bset;
8746 error:
8747         isl_basic_set_free(bset);
8748         return NULL;
8749 }
8750
8751 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8752  */
8753 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8754         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8755 {
8756         int i;
8757         unsigned dim;
8758         unsigned nparam;
8759         unsigned extra;
8760         unsigned n_eq;
8761         unsigned n_ineq;
8762         struct isl_basic_set *product = NULL;
8763
8764         if (!list)
8765                 goto error;
8766         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8767         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8768         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8769         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8770         extra = list->p[0]->n_div;
8771         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8772         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8773         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8774                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8775                 isl_assert(list->ctx,
8776                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8777                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8778                 extra += list->p[i]->n_div;
8779                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8780                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8781         }
8782         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8783                                         n_eq, n_ineq);
8784         if (!product)
8785                 goto error;
8786         dim = 0;
8787         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8788                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8789                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8790                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8791         }
8792         isl_basic_set_list_free(list);
8793         return product;
8794 error:
8795         isl_basic_set_free(product);
8796         isl_basic_set_list_free(list);
8797         return NULL;
8798 }
8799
8800 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8801                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8802 {
8803         isl_space *dim_result = NULL;
8804         struct isl_basic_map *bmap;
8805         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8806         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8807
8808         if (!bmap1 || !bmap2)
8809                 goto error;
8810
8811         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8812                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8813         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8814                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8815
8816         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8817         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8818         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8819         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8820         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8821
8822         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8823         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8824         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8825         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8826         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8827         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8828         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8829         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8830         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8831         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8832         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8833
8834         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8835                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8836                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8837                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8838         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8839         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8840         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8841         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8842 error:
8843         isl_basic_map_free(bmap1);
8844         isl_basic_map_free(bmap2);
8845         return NULL;
8846 }
8847
8848 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8849         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8850 {
8851         isl_basic_map *prod;
8852
8853         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8854         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8855         return prod;
8856 }
8857
8858 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8859         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8860 {
8861         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8862 }
8863
8864 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8865         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8866 {
8867         isl_space *space_result = NULL;
8868         isl_basic_map *bmap;
8869         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8870         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8871
8872         if (!bmap1 || !bmap2)
8873                 goto error;
8874
8875         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8876                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8877
8878         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8879         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8880         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8881         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8882
8883         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8884         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8885         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8886         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8887         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8888         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8889         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8890         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8891         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8892         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8893         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8894
8895         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8896                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8897                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8898                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8899         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8900         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8901         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8902         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8903 error:
8904         isl_basic_map_free(bmap1);
8905         isl_basic_map_free(bmap2);
8906         return NULL;
8907 }
8908
8909 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8910         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8911 {
8912         isl_space *dim_result = NULL;
8913         isl_basic_map *bmap;
8914         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8915         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8916
8917         if (!bmap1 || !bmap2)
8918                 goto error;
8919
8920         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8921                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8922                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8923                         "parameters don't match", goto error);
8924
8925         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8926                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8927
8928         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8929         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8930         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8931         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8932
8933         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8934         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8935         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8936         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8937         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8938         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8939         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8940         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8941         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8942         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8943         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8944
8945         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8946                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8947                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8948                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8949         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8950         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8951         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8952         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8953 error:
8954         isl_basic_map_free(bmap1);
8955         isl_basic_map_free(bmap2);
8956         return NULL;
8957 }
8958
8959 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8960         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8961 {
8962         isl_basic_map *prod;
8963
8964         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8965         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8966         return prod;
8967 }
8968
8969 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8970         __isl_take isl_map *map2,
8971         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8972                                            __isl_take isl_space *right),
8973         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8974                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8975 {
8976         unsigned flags = 0;
8977         struct isl_map *result;
8978         int i, j;
8979
8980         if (!map1 || !map2)
8981                 goto error;
8982
8983         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8984                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8985
8986         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8987             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8988                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8989
8990         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8991                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8992                                 map1->n * map2->n, flags);
8993         if (!result)
8994                 goto error;
8995         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8996                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8997                         struct isl_basic_map *part;
8998                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8999                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
9000                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
9001                                 isl_basic_map_free(part);
9002                         else
9003                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
9004                         if (!result)
9005                                 goto error;
9006                 }
9007         isl_map_free(map1);
9008         isl_map_free(map2);
9009         return result;
9010 error:
9011         isl_map_free(map1);
9012         isl_map_free(map2);
9013         return NULL;
9014 }
9015
9016 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
9017  */
9018 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9019         __isl_take isl_map *map2)
9020 {
9021         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
9022 }
9023
9024 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
9025         __isl_take isl_map *map2)
9026 {
9027         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
9028 }
9029
9030 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
9031  */
9032 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
9033         __isl_take isl_map *map2)
9034 {
9035         isl_map *prod;
9036
9037         prod = isl_map_product(map1, map2);
9038         prod = isl_map_flatten(prod);
9039         return prod;
9040 }
9041
9042 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
9043  */
9044 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
9045 {
9046         return isl_map_range_product(set1, set2);
9047 }
9048
9049 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
9050         __isl_take isl_set *set2)
9051 {
9052         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
9053 }
9054
9055 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
9056  */
9057 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9058         __isl_take isl_map *map2)
9059 {
9060         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
9061                                 &isl_basic_map_domain_product);
9062 }
9063
9064 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
9065  */
9066 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9067         __isl_take isl_map *map2)
9068 {
9069         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
9070                                 &isl_basic_map_range_product);
9071 }
9072
9073 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9074         __isl_take isl_map *map2)
9075 {
9076         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9077                                                 &map_domain_product_aligned);
9078 }
9079
9080 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9081         __isl_take isl_map *map2)
9082 {
9083         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9084                                                 &map_range_product_aligned);
9085 }
9086
9087 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
9088  */
9089 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9090         __isl_take isl_map *map2)
9091 {
9092         isl_map *prod;
9093
9094         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
9095         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
9096         return prod;
9097 }
9098
9099 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
9100  */
9101 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9102         __isl_take isl_map *map2)
9103 {
9104         isl_map *prod;
9105
9106         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
9107         prod = isl_map_flatten_range(prod);
9108         return prod;
9109 }
9110
9111 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9112 {
9113         int i;
9114         uint32_t hash = isl_hash_init();
9115         unsigned total;
9116
9117         if (!bmap)
9118                 return 0;
9119         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
9120         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
9121         if (!bmap)
9122                 return 0;
9123         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
9124         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
9125         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
9126                 uint32_t c_hash;
9127                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
9128                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9129         }
9130         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
9131         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9132                 uint32_t c_hash;
9133                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
9134                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9135         }
9136         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
9137         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9138                 uint32_t c_hash;
9139                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9140                         continue;
9141                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
9142                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
9143                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9144         }
9145         isl_basic_map_free(bmap);
9146         return hash;
9147 }
9148
9149 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9150 {
9151         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
9152 }
9153
9154 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
9155 {
9156         int i;
9157         uint32_t hash;
9158
9159         if (!map)
9160                 return 0;
9161         map = isl_map_copy(map);
9162         map = isl_map_normalize(map);
9163         if (!map)
9164                 return 0;
9165
9166         hash = isl_hash_init();
9167         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9168                 uint32_t bmap_hash;
9169                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
9170                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
9171         }
9172                 
9173         isl_map_free(map);
9174
9175         return hash;
9176 }
9177
9178 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
9179 {
9180         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
9181 }
9182
9183 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9184  * by the values of the other parameters and variables.
9185  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
9186  */
9187 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
9188 {
9189         int i;
9190         unsigned nparam;
9191
9192         if (!bset)
9193                 return -1;
9194         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
9195         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
9196                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
9197                         return 1;
9198         return 0;
9199 }
9200
9201 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9202  * by the values of the other parameters and variables.
9203  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
9204  * for each of the subsets.
9205  */
9206 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
9207 {
9208         int i;
9209
9210         if (!set)
9211                 return -1;
9212         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9213                 int unique;
9214                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
9215                 if (unique != 1)
9216                         return unique;
9217         }
9218         return 1;
9219 }
9220
9221 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
9222 {
9223         return set ? set->n : 0;
9224 }
9225
9226 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
9227         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
9228 {
9229         int i;
9230
9231         if (!map)
9232                 return -1;
9233
9234         for (i = 0; i < map->n; ++i)
9235                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
9236                         return -1;
9237
9238         return 0;
9239 }
9240
9241 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9242         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9243 {
9244         int i;
9245
9246         if (!set)
9247                 return -1;
9248
9249         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9250                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9251                         return -1;
9252
9253         return 0;
9254 }
9255
9256 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9257 {
9258         isl_space *dim;
9259
9260         if (!bset)
9261                 return NULL;
9262
9263         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9264         if (!bset)
9265                 return NULL;
9266
9267         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9268         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9269         if (!dim)
9270                 goto error;
9271         isl_space_free(bset->dim);
9272         bset->dim = dim;
9273         bset->extra -= bset->n_div;
9274         bset->n_div = 0;
9275
9276         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9277
9278         return bset;
9279 error:
9280         isl_basic_set_free(bset);
9281         return NULL;
9282 }
9283
9284 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9285 {
9286         int i;
9287         isl_space *dim;
9288         unsigned n_div;
9289
9290         set = isl_set_align_divs(set);
9291
9292         if (!set)
9293                 return NULL;
9294
9295         set = isl_set_cow(set);
9296         if (!set)
9297                 return NULL;
9298
9299         n_div = set->p[0]->n_div;
9300         dim = isl_set_get_space(set);
9301         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9302         if (!dim)
9303                 goto error;
9304         isl_space_free(set->dim);
9305         set->dim = dim;
9306
9307         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9308                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9309                 if (!set->p[i])
9310                         goto error;
9311         }
9312
9313         return set;
9314 error:
9315         isl_set_free(set);
9316         return NULL;
9317 }
9318
9319 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9320 {
9321         isl_space *dim;
9322         struct isl_basic_map *bmap;
9323         unsigned n_set;
9324         unsigned n_div;
9325         unsigned n_param;
9326         unsigned total;
9327         int i, k, l;
9328
9329         set = isl_set_align_divs(set);
9330
9331         if (!set)
9332                 return NULL;
9333
9334         dim = isl_set_get_space(set);
9335         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9336                 isl_set_free(set);
9337                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9338         }
9339
9340         n_div = set->p[0]->n_div;
9341         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9342         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9343         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9344         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9345         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9346         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9347                 bmap = var_equal(bmap, i);
9348
9349         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9350         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9351                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9352                 if (k < 0)
9353                         goto error;
9354                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9355                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9356                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9357                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9358                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9359                             set->p[0]->div[i][0]);
9360
9361                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9362                 if (l < 0)
9363                         goto error;
9364                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9365                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9366                             set->p[0]->div[i][0]);
9367                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9368         }
9369
9370         isl_set_free(set);
9371         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9372         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9373         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9374 error:
9375         isl_set_free(set);
9376         isl_basic_map_free(bmap);
9377         return NULL;
9378 }
9379
9380 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9381 {
9382         unsigned dim;
9383         int size = 0;
9384
9385         if (!bset)
9386                 return -1;
9387
9388         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9389         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9390         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9391         size += bset->n_div * (2 + dim);
9392
9393         return size;
9394 }
9395
9396 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9397 {
9398         int i;
9399         int size = 0;
9400
9401         if (!set)
9402                 return -1;
9403
9404         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9405                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9406
9407         return size;
9408 }
9409
9410 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9411  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9412  */
9413 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9414         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9415 {
9416         int i;
9417
9418         if (!bmap)
9419                 return -1;
9420
9421         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9422
9423         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9424
9425         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9426                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9427                         continue;
9428                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9429                         return 1;
9430         }
9431
9432         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9433                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9434                         return 1;
9435
9436         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9437                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9438                 if (sgn > 0)
9439                         lower = 1;
9440                 if (sgn < 0)
9441                         upper = 1;
9442         }
9443
9444         return lower && upper;
9445 }
9446
9447 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9448         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9449 {
9450         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9451 }
9452
9453 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9454         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9455 {
9456         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9457 }
9458
9459 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9460         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9461 {
9462         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9463 }
9464
9465 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9466         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9467 {
9468         int i;
9469
9470         if (!map)
9471                 return -1;
9472
9473         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9474                 int bounded;
9475                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9476                 if (bounded < 0 || !bounded)
9477                         return bounded;
9478         }
9479
9480         return 1;
9481 }
9482
9483 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9484  * and a lower bound.
9485  */
9486 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9487         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9488 {
9489         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9490 }
9491
9492 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9493  */
9494 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9495         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9496         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9497                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9498 {
9499         int i;
9500
9501         if (!map)
9502                 return -1;
9503
9504         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9505                 int bounded;
9506                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9507                 if (bounded < 0 || bounded)
9508                         return bounded;
9509         }
9510
9511         return 0;
9512 }
9513
9514 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9515  */
9516 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9517         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9518 {
9519         return has_any_bound(set, type, pos,
9520                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9521 }
9522
9523 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9524  */
9525 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9526         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9527 {
9528         return has_any_bound(set, type, pos,
9529                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9530 }
9531
9532 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9533  */
9534 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9535         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9536         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9537                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9538 {
9539         int i;
9540
9541         if (!map)
9542                 return -1;
9543
9544         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9545                 int bounded;
9546                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9547                 if (bounded < 0 || !bounded)
9548                         return bounded;
9549         }
9550
9551         return 1;
9552 }
9553
9554 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9555  */
9556 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9557         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9558 {
9559         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9560 }
9561
9562 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9563  */
9564 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9565         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9566 {
9567         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9568 }
9569
9570 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9571  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9572  * elements of the array "signs".
9573  * Sign
9574  *      1 means that the variable is non-negative
9575  *      -1 means that the variable is non-positive
9576  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9577  */
9578 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9579         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9580 {
9581         isl_vec *bound = NULL;
9582         struct isl_tab *tab = NULL;
9583         struct isl_tab_undo *snap;
9584         int i;
9585
9586         if (!bset || !signs)
9587                 return -1;
9588
9589         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9590         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9591         if (!bound || !tab)
9592                 goto error;
9593
9594         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9595         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9596
9597         snap = isl_tab_snap(tab);
9598         for (i = 0; i < n; ++i) {
9599                 int empty;
9600
9601                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9602                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9603                         goto error;
9604                 empty = tab->empty;
9605                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9606                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9607                         goto error;
9608
9609                 if (empty) {
9610                         signs[i] = 1;
9611                         continue;
9612                 }
9613
9614                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9615                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9616                         goto error;
9617                 empty = tab->empty;
9618                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9619                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9620                         goto error;
9621
9622                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9623         }
9624
9625         isl_tab_free(tab);
9626         isl_vec_free(bound);
9627         return 0;
9628 error:
9629         isl_tab_free(tab);
9630         isl_vec_free(bound);
9631         return -1;
9632 }
9633
9634 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9635         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9636 {
9637         if (!bset || !signs)
9638                 return -1;
9639         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9640                 return -1);
9641
9642         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9643         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9644 }
9645
9646 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9647  * In particular, for each output dimension, check that there is
9648  * an equality that defines the output dimension in terms of
9649  * earlier dimensions.
9650  */
9651 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9652 {
9653         int i, j;
9654         unsigned total;
9655         unsigned n_out;
9656         unsigned o_out;
9657
9658         if (!bmap)
9659                 return -1;
9660
9661         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9662         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9663         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9664
9665         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9666                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9667                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9668                                 continue;
9669                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9670                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9671                                 break;
9672                 }
9673                 if (j >= bmap->n_eq)
9674                         return 0;
9675         }
9676
9677         return 1;
9678 }
9679
9680 /* Check if the given basic map is single-valued.
9681  * We simply compute
9682  *
9683  *      M \circ M^-1
9684  *
9685  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9686  */
9687 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9688 {
9689         isl_space *space;
9690         isl_basic_map *test;
9691         isl_basic_map *id;
9692         int sv;
9693
9694         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9695         if (sv < 0 || sv)
9696                 return sv;
9697
9698         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9699         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9700
9701         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9702         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9703         id = isl_basic_map_identity(space);
9704
9705         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9706
9707         isl_basic_map_free(test);
9708         isl_basic_map_free(id);
9709
9710         return sv;
9711 }
9712
9713 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9714  */
9715 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9716 {
9717         if (!map)
9718                 return -1;
9719         if (map->n == 0)
9720                 return 1;
9721         if (map->n >= 2)
9722                 return 0;
9723
9724         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9725 }
9726
9727 /* Check if the given map is single-valued.
9728  * We simply compute
9729  *
9730  *      M \circ M^-1
9731  *
9732  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9733  */
9734 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9735 {
9736         isl_space *dim;
9737         isl_map *test;
9738         isl_map *id;
9739         int sv;
9740
9741         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9742         if (sv < 0 || sv)
9743                 return sv;
9744
9745         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9746         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9747
9748         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9749         id = isl_map_identity(dim);
9750
9751         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9752
9753         isl_map_free(test);
9754         isl_map_free(id);
9755
9756         return sv;
9757 }
9758
9759 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9760 {
9761         int in;
9762
9763         map = isl_map_copy(map);
9764         map = isl_map_reverse(map);
9765         in = isl_map_is_single_valued(map);
9766         isl_map_free(map);
9767
9768         return in;
9769 }
9770
9771 /* Check if the given map is obviously injective.
9772  */
9773 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9774 {
9775         int in;
9776
9777         map = isl_map_copy(map);
9778         map = isl_map_reverse(map);
9779         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9780         isl_map_free(map);
9781
9782         return in;
9783 }
9784
9785 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9786 {
9787         int sv;
9788
9789         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9790         if (sv < 0 || !sv)
9791                 return sv;
9792
9793         return isl_map_is_injective(map);
9794 }
9795
9796 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9797 {
9798         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9799 }
9800
9801 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9802 {
9803         int ok;
9804         isl_set *delta;
9805
9806         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9807         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9808         isl_set_free(delta);
9809
9810         return ok;
9811 }
9812
9813 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9814 {
9815         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9816                 return 0;
9817         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9818                 return 0;
9819         return 1;
9820 }
9821
9822 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9823 {
9824         int i, j;
9825         unsigned nvar;
9826         unsigned ovar;
9827
9828         if (!bset)
9829                 return -1;
9830
9831         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9832                 return 0;
9833
9834         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9835         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9836         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9837                 int lower = 0, upper = 0;
9838                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9839                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9840                                 continue;
9841                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9842                                 return 0;
9843                         break;
9844                 }
9845                 if (i < bset->n_eq)
9846                         continue;
9847                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9848                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9849                                 continue;
9850                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9851                                 return 0;
9852                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9853                                 lower = 1;
9854                         else
9855                                 upper = 1;
9856                 }
9857                 if (!lower || !upper)
9858                         return 0;
9859         }
9860
9861         return 1;
9862 }
9863
9864 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9865 {
9866         if (!set)
9867                 return -1;
9868         if (set->n != 1)
9869                 return 0;
9870
9871         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9872 }
9873
9874 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9875 {
9876         if (!bset)
9877                 return -1;
9878         
9879         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9880 }
9881
9882 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9883 {
9884         if (!set)
9885                 return -1;
9886         
9887         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9888 }
9889
9890 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9891 {
9892         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9893         if (!bmap)
9894                 return NULL;
9895
9896         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9897         if (!bmap->dim)
9898                 goto error;
9899
9900         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9901
9902         return (isl_basic_set *)bmap;
9903 error:
9904         isl_basic_map_free(bmap);
9905         return NULL;
9906 }
9907
9908 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9909 {
9910         int i;
9911
9912         map = isl_map_cow(map);
9913         if (!map)
9914                 return NULL;
9915
9916         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9917                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9918                 if (!map->p[i])
9919                         goto error;
9920         }
9921         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9922         if (!map->dim)
9923                 goto error;
9924
9925         return (isl_set *)map;
9926 error:
9927         isl_map_free(map);
9928         return NULL;
9929 }
9930
9931 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9932 {
9933         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9934         if (!bset)
9935                 return NULL;
9936
9937         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9938         if (!bset->dim)
9939                 goto error;
9940
9941         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9942
9943         return (isl_basic_map *)bset;
9944 error:
9945         isl_basic_set_free(bset);
9946         return NULL;
9947 }
9948
9949 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9950 {
9951         int i;
9952
9953         if (!set)
9954                 return NULL;
9955
9956         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9957                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9958                         goto error);
9959
9960         set = isl_set_cow(set);
9961         if (!set)
9962                 return NULL;
9963
9964         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9965                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9966                 if (!set->p[i])
9967                         goto error;
9968         }
9969
9970         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9971         if (!set->dim)
9972                 goto error;
9973
9974         return (isl_map *)set;
9975 error:
9976         isl_set_free(set);
9977         return NULL;
9978 }
9979
9980 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9981         enum isl_dim_type type)
9982 {
9983         if (!bmap)
9984                 return NULL;
9985
9986         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9987                 return bmap;
9988
9989         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9990         if (!bmap)
9991                 return NULL;
9992
9993         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9994         if (!bmap->dim)
9995                 goto error;
9996
9997         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9998
9999         return bmap;
10000 error:
10001         isl_basic_map_free(bmap);
10002         return NULL;
10003 }
10004
10005 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
10006         enum isl_dim_type type)
10007 {
10008         int i;
10009
10010         if (!map)
10011                 return NULL;
10012
10013         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
10014                 return map;
10015
10016         map = isl_map_cow(map);
10017         if (!map)
10018                 return NULL;
10019
10020         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10021                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
10022                 if (!map->p[i])
10023                         goto error;
10024         }
10025         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
10026         if (!map->dim)
10027                 goto error;
10028
10029         return map;
10030 error:
10031         isl_map_free(map);
10032         return NULL;
10033 }
10034
10035 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10036 {
10037         if (!bmap)
10038                 return NULL;
10039
10040         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
10041                 return bmap;
10042
10043         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10044         if (!bmap)
10045                 return NULL;
10046
10047         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
10048         if (!bmap->dim)
10049                 goto error;
10050
10051         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10052
10053         return bmap;
10054 error:
10055         isl_basic_map_free(bmap);
10056         return NULL;
10057 }
10058
10059 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
10060 {
10061         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
10062 }
10063
10064 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
10065         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10066 {
10067         if (!bmap)
10068                 return NULL;
10069
10070         if (!bmap->dim->nested[0])
10071                 return bmap;
10072
10073         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10074         if (!bmap)
10075                 return NULL;
10076
10077         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
10078         if (!bmap->dim)
10079                 goto error;
10080
10081         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10082
10083         return bmap;
10084 error:
10085         isl_basic_map_free(bmap);
10086         return NULL;
10087 }
10088
10089 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
10090         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10091 {
10092         if (!bmap)
10093                 return NULL;
10094
10095         if (!bmap->dim->nested[1])
10096                 return bmap;
10097
10098         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10099         if (!bmap)
10100                 return NULL;
10101
10102         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
10103         if (!bmap->dim)
10104                 goto error;
10105
10106         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10107
10108         return bmap;
10109 error:
10110         isl_basic_map_free(bmap);
10111         return NULL;
10112 }
10113
10114 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
10115 {
10116         int i;
10117
10118         if (!map)
10119                 return NULL;
10120
10121         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
10122                 return map;
10123
10124         map = isl_map_cow(map);
10125         if (!map)
10126                 return NULL;
10127
10128         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10129                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
10130                 if (!map->p[i])
10131                         goto error;
10132         }
10133         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
10134         if (!map->dim)
10135                 goto error;
10136
10137         return map;
10138 error:
10139         isl_map_free(map);
10140         return NULL;
10141 }
10142
10143 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
10144 {
10145         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
10146 }
10147
10148 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
10149 {
10150         isl_space *dim, *flat_dim;
10151         isl_map *map;
10152
10153         dim = isl_set_get_space(set);
10154         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
10155         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
10156         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
10157
10158         return map;
10159 }
10160
10161 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
10162 {
10163         int i;
10164
10165         if (!map)
10166                 return NULL;
10167
10168         if (!map->dim->nested[0])
10169                 return map;
10170
10171         map = isl_map_cow(map);
10172         if (!map)
10173                 return NULL;
10174
10175         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10176                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
10177                 if (!map->p[i])
10178                         goto error;
10179         }
10180         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
10181         if (!map->dim)
10182                 goto error;
10183
10184         return map;
10185 error:
10186         isl_map_free(map);
10187         return NULL;
10188 }
10189
10190 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
10191 {
10192         int i;
10193
10194         if (!map)
10195                 return NULL;
10196
10197         if (!map->dim->nested[1])
10198                 return map;
10199
10200         map = isl_map_cow(map);
10201         if (!map)
10202                 return NULL;
10203
10204         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10205                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
10206                 if (!map->p[i])
10207                         goto error;
10208         }
10209         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
10210         if (!map->dim)
10211                 goto error;
10212
10213         return map;
10214 error:
10215         isl_map_free(map);
10216         return NULL;
10217 }
10218
10219 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
10220  * and set the dimension specification to "dim".
10221  */
10222 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10223         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
10224 {
10225         isl_basic_map *res;
10226         unsigned flags;
10227
10228         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10229         if (!bmap || !dim || !dim_map)
10230                 goto error;
10231
10232         flags = bmap->flags;
10233         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
10234         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
10235         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
10236         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
10237                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
10238         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
10239         if (res)
10240                 res->flags = flags;
10241         res = isl_basic_map_finalize(res);
10242         return res;
10243 error:
10244         free(dim_map);
10245         isl_basic_map_free(bmap);
10246         isl_space_free(dim);
10247         return NULL;
10248 }
10249
10250 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10251  */
10252 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10253         __isl_take isl_reordering *r)
10254 {
10255         int i;
10256         struct isl_dim_map *dim_map;
10257
10258         map = isl_map_cow(map);
10259         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10260         if (!map || !r || !dim_map)
10261                 goto error;
10262
10263         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10264                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10265
10266                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10267
10268                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10269                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10270
10271                 if (!map->p[i])
10272                         goto error;
10273         }
10274
10275         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10276
10277         isl_reordering_free(r);
10278         free(dim_map);
10279         return map;
10280 error:
10281         free(dim_map);
10282         isl_map_free(map);
10283         isl_reordering_free(r);
10284         return NULL;
10285 }
10286
10287 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10288         __isl_take isl_reordering *r)
10289 {
10290         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10291 }
10292
10293 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10294         __isl_take isl_space *model)
10295 {
10296         isl_ctx *ctx;
10297
10298         if (!map || !model)
10299                 goto error;
10300
10301         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10302         if (!isl_space_has_named_params(model))
10303                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10304                         "model has unnamed parameters", goto error);
10305         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10306                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10307                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10308         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10309                 isl_reordering *exp;
10310
10311                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10312                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10313                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10314                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10315                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10316                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10317                 map = isl_map_realign(map, exp);
10318         }
10319
10320         isl_space_free(model);
10321         return map;
10322 error:
10323         isl_space_free(model);
10324         isl_map_free(map);
10325         return NULL;
10326 }
10327
10328 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10329         __isl_take isl_space *model)
10330 {
10331         return isl_map_align_params(set, model);
10332 }
10333
10334 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10335  * additional parameters if needed.
10336  */
10337 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10338         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10339 {
10340         isl_ctx *ctx;
10341
10342         if (!bmap || !model)
10343                 goto error;
10344
10345         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10346         if (!isl_space_has_named_params(model))
10347                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10348                         "model has unnamed parameters", goto error);
10349         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10350                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10351                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10352         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10353                 isl_reordering *exp;
10354                 struct isl_dim_map *dim_map;
10355
10356                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10357                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10358                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10359                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10360                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10361                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10362                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10363                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10364                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10365                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10366                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10367                 isl_reordering_free(exp);
10368                 free(dim_map);
10369         }
10370
10371         isl_space_free(model);
10372         return bmap;
10373 error:
10374         isl_space_free(model);
10375         isl_basic_map_free(bmap);
10376         return NULL;
10377 }
10378
10379 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10380  * additional parameters if needed.
10381  */
10382 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10383         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10384 {
10385         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10386 }
10387
10388 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10389                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10390                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10391                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10392 {
10393         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10394         struct isl_mat *mat;
10395         int i, j, k;
10396         int pos;
10397
10398         if (!bmap)
10399                 return NULL;
10400         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10401                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10402         if (!mat)
10403                 return NULL;
10404         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10405                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10406                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10407                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10408                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10409                                             bmap->eq[i][off + k]);
10410                                 ++pos;
10411                         }
10412                 }
10413
10414         return mat;
10415 }
10416
10417 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10418                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10419                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10420                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10421 {
10422         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10423         struct isl_mat *mat;
10424         int i, j, k;
10425         int pos;
10426
10427         if (!bmap)
10428                 return NULL;
10429         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10430                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10431         if (!mat)
10432                 return NULL;
10433         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10434                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10435                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10436                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10437                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10438                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10439                                 ++pos;
10440                         }
10441                 }
10442
10443         return mat;
10444 }
10445
10446 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10447         __isl_take isl_space *dim,
10448         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10449         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10450         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10451 {
10452         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10453         isl_basic_map *bmap;
10454         unsigned total;
10455         unsigned extra;
10456         int i, j, k, l;
10457         int pos;
10458
10459         if (!dim || !eq || !ineq)
10460                 goto error;
10461
10462         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10463                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10464                         "equalities and inequalities matrices should have "
10465                         "same number of columns", goto error);
10466
10467         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10468
10469         if (eq->n_col < total)
10470                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10471                         "number of columns too small", goto error);
10472
10473         extra = eq->n_col - total;
10474
10475         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10476                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10477         if (!bmap)
10478                 goto error;
10479         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10480                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10481                 if (k < 0)
10482                         goto error;
10483                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10484         }
10485         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10486                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10487                 if (l < 0)
10488                         goto error;
10489                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10490                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10491                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10492                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10493                                             eq->row[i][pos]);
10494                                 ++pos;
10495                         }
10496                 }
10497         }
10498         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10499                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10500                 if (l < 0)
10501                         goto error;
10502                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10503                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10504                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10505                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10506                                             ineq->row[i][pos]);
10507                                 ++pos;
10508                         }
10509                 }
10510         }
10511
10512         isl_space_free(dim);
10513         isl_mat_free(eq);
10514         isl_mat_free(ineq);
10515
10516         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10517         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10518 error:
10519         isl_space_free(dim);
10520         isl_mat_free(eq);
10521         isl_mat_free(ineq);
10522         return NULL;
10523 }
10524
10525 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10526         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10527         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10528 {
10529         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10530                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10531 }
10532
10533 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10534         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10535         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10536 {
10537         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10538                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10539 }
10540
10541 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10542         __isl_take isl_space *dim,
10543         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10544         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10545 {
10546         return (isl_basic_set*)
10547             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10548                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10549 }
10550
10551 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10552 {
10553         if (!bmap)
10554                 return -1;
10555         
10556         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10557 }
10558
10559 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10560 {
10561         if (!map)
10562                 return -1;
10563         
10564         return isl_space_can_zip(map->dim);
10565 }
10566
10567 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10568  * (A -> C) -> (B -> D).
10569  */
10570 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10571 {
10572         unsigned pos;
10573         unsigned n1;
10574         unsigned n2;
10575
10576         if (!bmap)
10577                 return NULL;
10578
10579         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10580                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10581                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10582         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10583                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10584         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10585         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10586         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10587         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10588         if (!bmap)
10589                 return NULL;
10590         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10591         if (!bmap->dim)
10592                 goto error;
10593         return bmap;
10594 error:
10595         isl_basic_map_free(bmap);
10596         return NULL;
10597 }
10598
10599 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10600  * (A -> C) -> (B -> D).
10601  */
10602 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10603 {
10604         int i;
10605
10606         if (!map)
10607                 return NULL;
10608
10609         if (!isl_map_can_zip(map))
10610                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10611                         goto error);
10612
10613         map = isl_map_cow(map);
10614         if (!map)
10615                 return NULL;
10616
10617         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10618                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10619                 if (!map->p[i])
10620                         goto error;
10621         }
10622
10623         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10624         if (!map->dim)
10625                 goto error;
10626
10627         return map;
10628 error:
10629         isl_map_free(map);
10630         return NULL;
10631 }
10632
10633 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10634  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10635  */
10636 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10637 {
10638         if (!bmap)
10639                 return -1;
10640
10641         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10642 }
10643
10644 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10645  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10646  */
10647 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10648 {
10649         if (!map)
10650                 return -1;
10651
10652         return isl_space_can_curry(map->dim);
10653 }
10654
10655 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10656  * A -> (B -> C).
10657  */
10658 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10659 {
10660
10661         if (!bmap)
10662                 return NULL;
10663
10664         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10665                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10666                         "basic map cannot be curried", goto error);
10667         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10668         if (!bmap)
10669                 return NULL;
10670         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10671         if (!bmap->dim)
10672                 goto error;
10673         return bmap;
10674 error:
10675         isl_basic_map_free(bmap);
10676         return NULL;
10677 }
10678
10679 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10680  * A -> (B -> C).
10681  */
10682 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10683 {
10684         int i;
10685
10686         if (!map)
10687                 return NULL;
10688
10689         if (!isl_map_can_curry(map))
10690                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10691                         goto error);
10692
10693         map = isl_map_cow(map);
10694         if (!map)
10695                 return NULL;
10696
10697         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10698                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10699                 if (!map->p[i])
10700                         goto error;
10701         }
10702
10703         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10704         if (!map->dim)
10705                 goto error;
10706
10707         return map;
10708 error:
10709         isl_map_free(map);
10710         return NULL;
10711 }
10712
10713 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10714  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10715  */
10716 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10717 {
10718         if (!bmap)
10719                 return -1;
10720
10721         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10722 }
10723
10724 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10725  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10726  */
10727 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10728 {
10729         if (!map)
10730                 return -1;
10731
10732         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10733 }
10734
10735 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10736  * (A -> B) -> C.
10737  */
10738 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10739 {
10740
10741         if (!bmap)
10742                 return NULL;
10743
10744         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10745                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10746                         "basic map cannot be uncurried",
10747                         return isl_basic_map_free(bmap));
10748         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10749         if (!bmap)
10750                 return NULL;
10751         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10752         if (!bmap->dim)
10753                 return isl_basic_map_free(bmap);
10754         return bmap;
10755 }
10756
10757 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10758  * (A -> B) -> C.
10759  */
10760 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10761 {
10762         int i;
10763
10764         if (!map)
10765                 return NULL;
10766
10767         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10768                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10769                         return isl_map_free(map));
10770
10771         map = isl_map_cow(map);
10772         if (!map)
10773                 return NULL;
10774
10775         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10776                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10777                 if (!map->p[i])
10778                         return isl_map_free(map);
10779         }
10780
10781         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10782         if (!map->dim)
10783                 return isl_map_free(map);
10784
10785         return map;
10786 }
10787
10788 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10789  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10790  */
10791 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10792 {
10793         int k;
10794         int pos;
10795         isl_local_space *ls;
10796         isl_basic_map *bmap;
10797
10798         if (!aff)
10799                 return NULL;
10800
10801         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10802         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10803         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10804         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10805         if (k < 0)
10806                 goto error;
10807
10808         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10809         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10810         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10811         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10812                     aff->v->size - (pos + 1));
10813
10814         isl_aff_free(aff);
10815         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10816         return bmap;
10817 error:
10818         isl_aff_free(aff);
10819         isl_basic_map_free(bmap);
10820         return NULL;
10821 }
10822
10823 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10824  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10825  */
10826 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10827 {
10828         isl_basic_map *bmap;
10829
10830         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10831         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10832 }
10833
10834 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10835  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10836  * corresponding affine expression.
10837  */
10838 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10839         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10840 {
10841         int i;
10842         isl_space *space;
10843         isl_basic_map *bmap;
10844
10845         if (!maff)
10846                 return NULL;
10847
10848         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10849                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10850                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10851
10852         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10853         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10854
10855         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10856                 isl_aff *aff;
10857                 isl_basic_map *bmap_i;
10858
10859                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10860                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10861
10862                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10863         }
10864
10865         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10866
10867         isl_multi_aff_free(maff);
10868         return bmap;
10869 }
10870
10871 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10872  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10873  * corresponding affine expression.
10874  */
10875 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10876 {
10877         isl_basic_map *bmap;
10878
10879         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10880         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10881 }
10882
10883 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10884  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10885  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10886  * corresponding affine expression.
10887  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10888  * domain_dim.
10889  */
10890 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10891         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10892 {
10893         int i;
10894         isl_space *dim;
10895         isl_basic_map *bmap;
10896
10897         if (!list)
10898                 return NULL;
10899
10900         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10901         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10902
10903         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10904                 isl_aff *aff;
10905                 isl_basic_map *bmap_i;
10906
10907                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10908                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10909
10910                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10911         }
10912
10913         isl_aff_list_free(list);
10914         return bmap;
10915 }
10916
10917 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10918         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10919 {
10920         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10921 }
10922
10923 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10924  */
10925 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10926         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10927 {
10928         isl_basic_map *bmap = NULL;
10929         int i;
10930
10931         if (!space)
10932                 return NULL;
10933
10934         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10935                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10936                         "index out of bounds", goto error);
10937         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10938                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10939                         "index out of bounds", goto error);
10940
10941         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10942                 return isl_basic_map_universe(space);
10943
10944         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10945         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10946         if (i < 0)
10947                 goto error;
10948         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10949         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10950         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10951         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10952         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10953         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10954         isl_space_free(space);
10955         return bmap;
10956 error:
10957         isl_space_free(space);
10958         isl_basic_map_free(bmap);
10959         return NULL;
10960 }
10961
10962 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10963  */
10964 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10965         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10966 {
10967         isl_basic_map *eq;
10968
10969         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10970
10971         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10972
10973         return bmap;
10974 }
10975
10976 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10977  */
10978 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10979         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10980 {
10981         isl_basic_map *bmap;
10982
10983         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10984
10985         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10986
10987         return map;
10988 }
10989
10990 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10991  */
10992 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10993         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10994 {
10995         isl_basic_map *bmap = NULL;
10996         int i;
10997
10998         if (!map)
10999                 return NULL;
11000
11001         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
11002                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11003                         "index out of bounds", goto error);
11004         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
11005                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11006                         "index out of bounds", goto error);
11007
11008         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
11009         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11010         if (i < 0)
11011                 goto error;
11012         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11013         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11014         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11015         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
11016         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
11017         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11018
11019         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11020
11021         return map;
11022 error:
11023         isl_basic_map_free(bmap);
11024         isl_map_free(map);
11025         return NULL;
11026 }
11027
11028 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11029  * greater than or equal to that of the second.
11030  */
11031 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11032         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11033 {
11034         isl_constraint *c;
11035         isl_local_space *ls;
11036
11037         if (!bmap)
11038                 return NULL;
11039
11040         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
11041                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11042                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11043         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
11044                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11045                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11046
11047         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11048                 return bmap;
11049
11050         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
11051         c = isl_inequality_alloc(ls);
11052         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
11053         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
11054         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
11055
11056         return bmap;
11057 }
11058
11059 /* Construct a basic map where the value of the first dimension is
11060  * greater than that of the second.
11061  */
11062 static __isl_give isl_basic_map *greator(__isl_take isl_space *space,
11063         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11064 {
11065         isl_basic_map *bmap = NULL;
11066         int i;
11067
11068         if (!space)
11069                 return NULL;
11070
11071         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
11072                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11073                         "index out of bounds", goto error);
11074         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
11075                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11076                         "index out of bounds", goto error);
11077
11078         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11079                 return isl_basic_map_empty(space);
11080
11081         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, 0, 0, 1);
11082         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
11083         if (i < 0)
11084                 goto error;
11085         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11086         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11087         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11088         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
11089         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
11090         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
11091         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11092
11093         return bmap;
11094 error:
11095         isl_space_free(space);
11096         isl_basic_map_free(bmap);
11097         return NULL;
11098 }
11099
11100 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11101  * greater than that of the second.
11102  */
11103 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_gt(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11104         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11105 {
11106         isl_basic_map *gt;
11107
11108         gt = greator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
11109
11110         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, gt);
11111
11112         return bmap;
11113 }
11114
11115 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11116  * greater than that of the second.
11117  */
11118 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
11119         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11120 {
11121         isl_basic_map *bmap;
11122
11123         bmap = greator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
11124
11125         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11126
11127         return map;
11128 }
11129
11130 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11131  * smaller than that of the second.
11132  */
11133 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
11134         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11135 {
11136         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
11137 }
11138
11139 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11140         int pos)
11141 {
11142         isl_aff *div;
11143         isl_local_space *ls;
11144
11145         if (!bmap)
11146                 return NULL;
11147
11148         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
11149                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11150                         "some divs are unknown", return NULL);
11151
11152         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
11153         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
11154         isl_local_space_free(ls);
11155
11156         return div;
11157 }
11158
11159 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11160         int pos)
11161 {
11162         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
11163 }
11164
11165 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
11166  *
11167  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
11168  *
11169  *      f/d
11170  *
11171  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
11172  *
11173  *      floor((a i + g)/m)
11174  *
11175  * is replaced by
11176  *
11177  *      floor((a f + d g)/(m d))
11178  *
11179  * Constraints of the form
11180  *
11181  *      a i + g
11182  *
11183  * are replaced by
11184  *
11185  *      a f + d g
11186  *
11187  * We currently require that "subs" is an integral expression.
11188  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
11189  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
11190  */
11191 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
11192         __isl_take isl_basic_set *bset,
11193         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11194 {
11195         int i;
11196         isl_int v;
11197         isl_ctx *ctx;
11198
11199         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
11200                 return bset;
11201
11202         bset = isl_basic_set_cow(bset);
11203         if (!bset || !subs)
11204                 goto error;
11205
11206         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
11207         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
11208                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11209                         "spaces don't match", goto error);
11210         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
11211                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
11212                         "cannot handle divs yet", goto error);
11213         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
11214                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11215                         "can only substitute integer expressions", goto error);
11216
11217         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
11218
11219         isl_int_init(v);
11220
11221         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11222                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
11223                         continue;
11224                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
11225                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
11226                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
11227                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11228         }
11229
11230         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11231                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
11232                         continue;
11233                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
11234                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
11235                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
11236                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11237         }
11238
11239         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11240                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
11241                         continue;
11242                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
11243                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
11244                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
11245                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
11246                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11247                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
11248         }
11249
11250         isl_int_clear(v);
11251
11252         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
11253         return isl_basic_set_finalize(bset);
11254 error:
11255         isl_basic_set_free(bset);
11256         return NULL;
11257 }
11258
11259 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
11260  */
11261 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
11262         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11263 {
11264         int i;
11265
11266         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
11267                 return set;
11268
11269         set = isl_set_cow(set);
11270         if (!set || !subs)
11271                 goto error;
11272
11273         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11274                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11275                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11276                         goto error;
11277         }
11278
11279         return set;
11280 error:
11281         isl_set_free(set);
11282         return NULL;
11283 }
11284
11285 /* Check if the range of "ma" is compatible with the domain or range
11286  * (depending on "type") of "bmap".
11287  * Return -1 if anything is wrong.
11288  */
11289 static int check_basic_map_compatible_range_multi_aff(
11290         __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
11291         __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11292 {
11293         int m;
11294         isl_space *ma_space;
11295
11296         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11297         m = isl_space_tuple_match(bmap->dim, type, ma_space, isl_dim_out);
11298         isl_space_free(ma_space);
11299         if (m >= 0 && !m)
11300                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11301                         "spaces don't match", return -1);
11302         return m;
11303 }
11304
11305 /* Copy the divs from "ma" to "bmap", adding zeros for the "n_before"
11306  * coefficients before the transformed range of dimensions,
11307  * the "n_after" coefficients after the transformed range of dimensions
11308  * and the coefficients of the other divs in "bmap".
11309  */
11310 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11311         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_before, int n_after, int n_div)
11312 {
11313         int i;
11314         int n_param;
11315         int n_set;
11316         isl_local_space *ls;
11317
11318         if (n_div == 0)
11319                 return 0;
11320
11321         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11322         if (!ls)
11323                 return -1;
11324
11325         n_param = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_param);
11326         n_set = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_set);
11327         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11328                 int o_bmap = 0, o_ls = 0;
11329
11330                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], 1 + 1 + n_param);
11331                 o_bmap += 1 + 1 + n_param;
11332                 o_ls += 1 + 1 + n_param;
11333                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, n_before);
11334                 o_bmap += n_before;
11335                 isl_seq_cpy(bmap->div[i] + o_bmap,
11336                             ls->div->row[i] + o_ls, n_set);
11337                 o_bmap += n_set;
11338                 o_ls += n_set;
11339                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, n_after);
11340                 o_bmap += n_after;
11341                 isl_seq_cpy(bmap->div[i] + o_bmap,
11342                             ls->div->row[i] + o_ls, n_div);
11343                 o_bmap += n_div;
11344                 o_ls += n_div;
11345                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, bmap->n_div - n_div);
11346                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
11347                         goto error;
11348         }
11349
11350         isl_local_space_free(ls);
11351         return 0;
11352 error:
11353         isl_local_space_free(ls);
11354         return -1;
11355 }
11356
11357 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11358  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11359  * different from one?
11360  */
11361 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11362 {
11363         int i;
11364         int strides = 0;
11365
11366         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11367                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11368                         strides++;
11369
11370         return strides;
11371 }
11372
11373 /* For each affine expression in ma of the form
11374  *
11375  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11376  *
11377  * with m_i different from one, add a constraint to "bmap"
11378  * of the form
11379  *
11380  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11381  *
11382  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11383  */
11384 static __isl_give isl_basic_map *add_ma_strides(
11385         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_multi_aff *ma,
11386         int n_before, int n_after)
11387 {
11388         int i, k;
11389         int div;
11390         int total;
11391         int n_param;
11392         int n_in;
11393         int n_div;
11394
11395         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
11396         n_param = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_param);
11397         n_in = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_in);
11398         n_div = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_div);
11399         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11400                 int o_bmap = 0, o_ma = 1;
11401
11402                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11403                         continue;
11404                 div = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
11405                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11406                 if (div < 0 || k < 0)
11407                         goto error;
11408                 isl_int_set_si(bmap->div[div][0], 0);
11409                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11410                             ma->p[i]->v->el + o_ma, 1 + n_param);
11411                 o_bmap += 1 + n_param;
11412                 o_ma += 1 + n_param;
11413                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, n_before);
11414                 o_bmap += n_before;
11415                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11416                             ma->p[i]->v->el + o_ma, n_in);
11417                 o_bmap += n_in;
11418                 o_ma += n_in;
11419                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, n_after);
11420                 o_bmap += n_after;
11421                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11422                             ma->p[i]->v->el + o_ma, n_div);
11423                 o_bmap += n_div;
11424                 o_ma += n_div;
11425                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, 1 + total - o_bmap);
11426                 isl_int_neg(bmap->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11427                 total++;
11428         }
11429
11430         return bmap;
11431 error:
11432         isl_basic_map_free(bmap);
11433         return NULL;
11434 }
11435
11436 /* Replace the domain or range space (depending on "type) of "space" by "set".
11437  */
11438 static __isl_give isl_space *isl_space_set(__isl_take isl_space *space,
11439         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_space *set)
11440 {
11441         if (type == isl_dim_in) {
11442                 space = isl_space_range(space);
11443                 space = isl_space_map_from_domain_and_range(set, space);
11444         } else {
11445                 space = isl_space_domain(space);
11446                 space = isl_space_map_from_domain_and_range(space, set);
11447         }
11448
11449         return space;
11450 }
11451
11452 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11453  * of "bmap" under the function represented by "ma".
11454  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "bmap".
11455  * The result is a basic map that lives in the same space as "bmap"
11456  * except that the domain or range has been replaced by
11457  * the domain space of "ma".
11458  *
11459  * If bmap is represented by
11460  *
11461  *      A(p) + S u + B x + T v + C(divs) >= 0,
11462  *
11463  * where u and x are input and output dimensions if type == isl_dim_out
11464  * while x and v are input and output dimensions if type == isl_dim_in,
11465  * and ma is represented by
11466  *
11467  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11468  *
11469  * then the result is
11470  *
11471  *      A(p) + B D(p) + S u + B F(y) + T v + B G(divs') + C(divs) >= 0
11472  *
11473  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11474  * In particular
11475  *
11476  *      floor((a_i(p) + s u + b_i x + t v + c_i(divs))/n_i)
11477  *
11478  * becomes
11479  *
11480  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + s u + b_i F(y) + t v +
11481  *              B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11482  *
11483  * If bmap is not a rational map and if F(y) involves any denominators
11484  *
11485  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11486  *
11487  * then additional constraints are added to ensure that we only
11488  * map back integer points.  That is we enforce
11489  *
11490  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11491  *
11492  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11493  *
11494  * We first copy over the divs from "ma".
11495  * Then we add the modified constraints and divs from "bmap".
11496  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11497  */
11498 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_preimage_multi_aff(
11499         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
11500         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11501 {
11502         int i, k;
11503         isl_space *space;
11504         isl_basic_map *res = NULL;
11505         int n_before, n_after, n_div_bmap, n_div_ma;
11506         isl_int f, c1, c2, g;
11507         int rational, strides;
11508
11509         isl_int_init(f);
11510         isl_int_init(c1);
11511         isl_int_init(c2);
11512         isl_int_init(g);
11513
11514         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11515         if (!bmap || !ma)
11516                 goto error;
11517         if (check_basic_map_compatible_range_multi_aff(bmap, type, ma) < 0)
11518                 goto error;
11519
11520         if (type == isl_dim_in) {
11521                 n_before = 0;
11522                 n_after = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
11523         } else {
11524                 n_before = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
11525                 n_after = 0;
11526         }
11527         n_div_bmap = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_div);
11528         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11529
11530         space = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11531         space = isl_space_set(isl_basic_map_get_space(bmap), type, space);
11532         rational = isl_basic_map_is_rational(bmap);
11533         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11534         res = isl_basic_map_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bmap + strides,
11535                             bmap->n_eq + strides, bmap->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11536         if (rational)
11537                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
11538
11539         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bmap; ++i)
11540                 if (isl_basic_map_alloc_div(res) < 0)
11541                         goto error;
11542
11543         if (set_ma_divs(res, ma, n_before, n_after, n_div_ma) < 0)
11544                 goto error;
11545
11546         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
11547                 k = isl_basic_map_alloc_equality(res);
11548                 if (k < 0)
11549                         goto error;
11550                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bmap->eq[i], ma, n_before,
11551                                 n_after, n_div_ma, n_div_bmap, f, c1, c2, g, 0);
11552         }
11553
11554         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
11555                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(res);
11556                 if (k < 0)
11557                         goto error;
11558                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bmap->ineq[i], ma, n_before,
11559                                 n_after, n_div_ma, n_div_bmap, f, c1, c2, g, 0);
11560         }
11561
11562         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
11563                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0])) {
11564                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11565                         continue;
11566                 }
11567                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bmap->div[i], ma,
11568                                     n_before, n_after, n_div_ma, n_div_bmap,
11569                                     f, c1, c2, g, 1);
11570         }
11571
11572         if (strides)
11573                 res = add_ma_strides(res, ma, n_before, n_after);
11574
11575         isl_int_clear(f);
11576         isl_int_clear(c1);
11577         isl_int_clear(c2);
11578         isl_int_clear(g);
11579         isl_basic_map_free(bmap);
11580         isl_multi_aff_free(ma);
11581         res = isl_basic_set_simplify(res);
11582         return isl_basic_map_finalize(res);
11583 error:
11584         isl_int_clear(f);
11585         isl_int_clear(c1);
11586         isl_int_clear(c2);
11587         isl_int_clear(g);
11588         isl_basic_map_free(bmap);
11589         isl_multi_aff_free(ma);
11590         isl_basic_map_free(res);
11591         return NULL;
11592 }
11593
11594 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11595  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11596  * that lives in the domain space of "ma".
11597  */
11598 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11599         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11600 {
11601         return isl_basic_map_preimage_multi_aff(bset, isl_dim_set, ma);
11602 }
11603
11604 /* Check if the range of "ma" is compatible with the domain or range
11605  * (depending on "type") of "map".
11606  * Return -1 if anything is wrong.
11607  */
11608 static int check_map_compatible_range_multi_aff(
11609         __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
11610         __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11611 {
11612         int m;
11613         isl_space *ma_space;
11614
11615         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11616         m = isl_space_tuple_match(map->dim, type, ma_space, isl_dim_out);
11617         isl_space_free(ma_space);
11618         if (m >= 0 && !m)
11619                 isl_die(isl_map_get_ctx(map), isl_error_invalid,
11620                         "spaces don't match", return -1);
11621         return m;
11622 }
11623
11624 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11625  * of "map" under the function represented by "ma".
11626  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "map".
11627  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11628  * except that the domain or range has been replaced by
11629  * the domain space of "ma".
11630  *
11631  * The parameters are assumed to have been aligned.
11632  */
11633 static __isl_give isl_map *map_preimage_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11634         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11635 {
11636         int i;
11637         isl_space *space;
11638
11639         map = isl_map_cow(map);
11640         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11641         if (!map || !ma)
11642                 goto error;
11643         if (check_map_compatible_range_multi_aff(map, type, ma) < 0)
11644                 goto error;
11645
11646         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
11647                 map->p[i] = isl_basic_map_preimage_multi_aff(map->p[i], type,
11648                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11649                 if (!map->p[i])
11650                         goto error;
11651         }
11652
11653         space = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11654         space = isl_space_set(isl_map_get_space(map), type, space);
11655
11656         isl_space_free(map->dim);
11657         map->dim = space;
11658         if (!map->dim)
11659                 goto error;
11660
11661         isl_multi_aff_free(ma);
11662         if (map->n > 1)
11663                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
11664         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
11665         return map;
11666 error:
11667         isl_multi_aff_free(ma);
11668         isl_map_free(map);
11669         return NULL;
11670 }
11671
11672 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11673  * of "map" under the function represented by "ma".
11674  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "map".
11675  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11676  * except that the domain or range has been replaced by
11677  * the domain space of "ma".
11678  */
11679 __isl_give isl_map *isl_map_preimage_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11680         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11681 {
11682         if (!map || !ma)
11683                 goto error;
11684
11685         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11686                 return map_preimage_multi_aff(map, type, ma);
11687
11688         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
11689             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11690                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11691                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11692         map = isl_map_align_params(map, isl_multi_aff_get_space(ma));
11693         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_map_get_space(map));
11694
11695         return map_preimage_multi_aff(map, type, ma);
11696 error:
11697         isl_multi_aff_free(ma);
11698         return isl_map_free(map);
11699 }
11700
11701 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11702  * In other words, plug in "ma" "set".  The result is a set
11703  * that lives in the domain space of "ma".
11704  */
11705 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11706         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11707 {
11708         return isl_map_preimage_multi_aff(set, isl_dim_set, ma);
11709 }
11710
11711 /* Compute the preimage of the domain of "map" under the function
11712  * represented by "ma".
11713  * In other words, plug in "ma" in the domain of "map".
11714  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11715  * except that the domain has been replaced by the domain space of "ma".
11716  */
11717 __isl_give isl_map *isl_map_preimage_domain_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11718         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11719 {
11720         return isl_map_preimage_multi_aff(map, isl_dim_in, ma);
11721 }
11722
11723 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11724  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11725  * that lives in the domain space of "pma".
11726  */
11727 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11728         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11729 {
11730         int i;
11731         isl_set *res;
11732
11733         if (!pma)
11734                 goto error;
11735
11736         if (pma->n == 0) {
11737                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11738                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11739                 isl_set_free(set);
11740                 return res;
11741         }
11742
11743         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11744                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11745         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11746
11747         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11748                 isl_set *res_i;
11749
11750                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11751                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11752                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11753                 res = isl_set_union(res, res_i);
11754         }
11755
11756         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11757         isl_set_free(set);
11758         return res;
11759 error:
11760         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11761         isl_set_free(set);
11762         return NULL;
11763 }
11764
11765 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11766         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11767 {
11768         if (!set || !pma)
11769                 goto error;
11770
11771         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11772                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11773
11774         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11775             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11776                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11777                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11778         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11779         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11780
11781         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11782 error:
11783         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11784         return isl_set_free(set);
11785 }