temporarily make isl_val_int_from_isl_int available
[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 #include <isl_val_private.h>
37
38 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
39 {
40         switch (type) {
41         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
42         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
43         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
44         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
45         default:                return 0;
46         }
47 }
48
49 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
50 {
51         switch (type) {
52         case isl_dim_param:     return 1;
53         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
54         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
55         default:                return 0;
56         }
57 }
58
59 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
60                                 enum isl_dim_type type)
61 {
62         if (!bmap)
63                 return 0;
64         switch (type) {
65         case isl_dim_cst:       return 1;
66         case isl_dim_param:
67         case isl_dim_in:
68         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
69         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
70         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
71         default:                return 0;
72         }
73 }
74
75 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
76 {
77         return map ? n(map->dim, type) : 0;
78 }
79
80 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
81 {
82         return set ? n(set->dim, type) : 0;
83 }
84
85 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
86                                         enum isl_dim_type type)
87 {
88         isl_space *dim = bmap->dim;
89         switch (type) {
90         case isl_dim_cst:       return 0;
91         case isl_dim_param:     return 1;
92         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
93         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
94         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
95         default:                return 0;
96         }
97 }
98
99 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
100                                         enum isl_dim_type type)
101 {
102         return isl_basic_map_offset(bset, type);
103 }
104
105 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
106 {
107         return pos(map->dim, type);
108 }
109
110 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
111                                 enum isl_dim_type type)
112 {
113         return isl_basic_map_dim(bset, type);
114 }
115
116 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
117 {
118         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
119 }
120
121 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
122 {
123         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
124 }
125
126 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
127 {
128         if (!bset)
129                 return 0;
130         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
131 }
132
133 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
134 {
135         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
136 }
137
138 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
139 {
140         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
141 }
142
143 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
144 {
145         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
146 }
147
148 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
149 {
150         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
151 }
152
153 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
154 {
155         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
156 }
157
158 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
159 {
160         return bmap ? bmap->n_div : 0;
161 }
162
163 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
164 {
165         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
166 }
167
168 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
169 {
170         return map ? map->dim->n_in : 0;
171 }
172
173 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
174 {
175         return map ? map->dim->n_out : 0;
176 }
177
178 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
179 {
180         return map ? map->dim->nparam : 0;
181 }
182
183 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
184 {
185         int m;
186         if (!map || !set)
187                 return -1;
188         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
189         if (m < 0 || !m)
190                 return m;
191         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
192 }
193
194 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
195                 struct isl_basic_set *bset)
196 {
197         int m;
198         if (!bmap || !bset)
199                 return -1;
200         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
201         if (m < 0 || !m)
202                 return m;
203         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
204 }
205
206 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
207 {
208         int m;
209         if (!map || !set)
210                 return -1;
211         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
212         if (m < 0 || !m)
213                 return m;
214         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
215 }
216
217 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
218                 struct isl_basic_set *bset)
219 {
220         int m;
221         if (!bmap || !bset)
222                 return -1;
223         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
224         if (m < 0 || !m)
225                 return m;
226         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
227 }
228
229 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
230 {
231         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
232 }
233
234 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
235 {
236         return bset ? bset->ctx : NULL;
237 }
238
239 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
240 {
241         return map ? map->ctx : NULL;
242 }
243
244 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
245 {
246         return set ? set->ctx : NULL;
247 }
248
249 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
250 {
251         if (!bmap)
252                 return NULL;
253         return isl_space_copy(bmap->dim);
254 }
255
256 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
257 {
258         if (!bset)
259                 return NULL;
260         return isl_space_copy(bset->dim);
261 }
262
263 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
264  */
265 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
266 {
267         int i;
268         isl_ctx *ctx;
269         isl_mat *div;
270         unsigned total;
271         unsigned cols;
272
273         if (!bmap)
274                 return NULL;
275
276         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
277         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
278         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
279         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
280         if (!div)
281                 return NULL;
282
283         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
284                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
285
286         return div;
287 }
288
289 /* Extract the divs in "bset" as a matrix.
290  */
291 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_get_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset)
292 {
293         return isl_basic_map_get_divs(bset);
294 }
295
296 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
297         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
298 {
299         isl_mat *div;
300
301         if (!bmap)
302                 return NULL;
303
304         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
305         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
306 }
307
308 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
309         __isl_keep isl_basic_set *bset)
310 {
311         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
312 }
313
314 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
315         __isl_take isl_local_space *ls)
316 {
317         int i;
318         int n_div;
319         isl_basic_map *bmap;
320
321         if (!ls)
322                 return NULL;
323
324         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
325         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
326                                         n_div, 0, 2 * n_div);
327
328         for (i = 0; i < n_div; ++i)
329                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
330                         goto error;
331
332         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
333                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
334                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
335                         goto error;
336         }
337                                         
338         isl_local_space_free(ls);
339         return bmap;
340 error:
341         isl_local_space_free(ls);
342         isl_basic_map_free(bmap);
343         return NULL;
344 }
345
346 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
347         __isl_take isl_local_space *ls)
348 {
349         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
350 }
351
352 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
353 {
354         if (!map)
355                 return NULL;
356         return isl_space_copy(map->dim);
357 }
358
359 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
360 {
361         if (!set)
362                 return NULL;
363         return isl_space_copy(set->dim);
364 }
365
366 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
367         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
368 {
369         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
370         if (!bmap)
371                 return NULL;
372         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
373         if (!bmap->dim)
374                 goto error;
375         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
376         return bmap;
377 error:
378         isl_basic_map_free(bmap);
379         return NULL;
380 }
381
382 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
383         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
384 {
385         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
386 }
387
388 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
389         enum isl_dim_type type)
390 {
391         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
392 }
393
394 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
395         enum isl_dim_type type, const char *s)
396 {
397         int i;
398
399         map = isl_map_cow(map);
400         if (!map)
401                 return NULL;
402
403         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
404         if (!map->dim)
405                 goto error;
406
407         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
408                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
409                 if (!map->p[i])
410                         goto error;
411         }
412
413         return map;
414 error:
415         isl_map_free(map);
416         return NULL;
417 }
418
419 /* Does the input or output tuple have a name?
420  */
421 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
422 {
423         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
424 }
425
426 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
427         enum isl_dim_type type)
428 {
429         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
430 }
431
432 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
433         const char *s)
434 {
435         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
436 }
437
438 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
439         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
440 {
441         map = isl_map_cow(map);
442         if (!map)
443                 return isl_id_free(id);
444
445         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
446
447         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
448 }
449
450 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
451         __isl_take isl_id *id)
452 {
453         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
454 }
455
456 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
457         enum isl_dim_type type)
458 {
459         map = isl_map_cow(map);
460         if (!map)
461                 return NULL;
462
463         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
464
465         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
466 }
467
468 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
469 {
470         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
471 }
472
473 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
474 {
475         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
476 }
477
478 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
479         enum isl_dim_type type)
480 {
481         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
482 }
483
484 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
485 {
486         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
487 }
488
489 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
490 {
491         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
492 }
493
494 /* Does the set tuple have a name?
495  */
496 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
497 {
498         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
499 }
500
501
502 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
503 {
504         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
505 }
506
507 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
508 {
509         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
510 }
511
512 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
513         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
514 {
515         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
516 }
517
518 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
522 }
523
524 /* Does the given dimension have a name?
525  */
526 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
527         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
528 {
529         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
530 }
531
532 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
533         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
534 {
535         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
536 }
537
538 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
542 }
543
544 /* Does the given dimension have a name?
545  */
546 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
547         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
548 {
549         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
550 }
551
552 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
553         __isl_take isl_basic_map *bmap,
554         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
555 {
556         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
557         if (!bmap)
558                 return NULL;
559         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
560         if (!bmap->dim)
561                 goto error;
562         return isl_basic_map_finalize(bmap);
563 error:
564         isl_basic_map_free(bmap);
565         return NULL;
566 }
567
568 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
569         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
570 {
571         int i;
572
573         map = isl_map_cow(map);
574         if (!map)
575                 return NULL;
576
577         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
578         if (!map->dim)
579                 goto error;
580
581         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
582                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
583                 if (!map->p[i])
584                         goto error;
585         }
586
587         return map;
588 error:
589         isl_map_free(map);
590         return NULL;
591 }
592
593 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
594         __isl_take isl_basic_set *bset,
595         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
596 {
597         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
598                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
599 }
600
601 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
602         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
603 {
604         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
605 }
606
607 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
608         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
609 {
610         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
611 }
612
613 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
614         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
615 {
616         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
617 }
618
619 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
620         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
621 {
622         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
623 }
624
625 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
626         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
627 {
628         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
629 }
630
631 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
632         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
633 {
634         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
635 }
636
637 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
638         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
639 {
640         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
641 }
642
643 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
644         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
645 {
646         map = isl_map_cow(map);
647         if (!map)
648                 return isl_id_free(id);
649
650         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
651
652         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
653 }
654
655 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
656         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
657 {
658         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
659 }
660
661 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         if (!map)
665                 return -1;
666         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
667 }
668
669 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
670         __isl_keep isl_id *id)
671 {
672         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
673 }
674
675 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         if (!map)
679                 return -1;
680         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
681 }
682
683 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
684         const char *name)
685 {
686         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
687 }
688
689 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
690 {
691         if (!bmap)
692                 return -1;
693         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
694 }
695
696 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
697 {
698         return isl_basic_map_is_rational(bset);
699 }
700
701 /* Does "bmap" contain any rational points?
702  *
703  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
704  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
705  * is marked as rational.
706  */
707 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
708 {
709         int has_rational = 1;
710         unsigned total;
711
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
715                 return 0;
716         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
717                 return 0;
718         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
719         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
720         if (!bmap)
721                 return -1;
722         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
723         if (bmap->n_eq == total) {
724                 int i, j;
725                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
726                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
727                         if (j < 0)
728                                 break;
729                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
730                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
731                                 break;
732                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
733                                                     total - j - 1);
734                         if (j >= 0)
735                                 break;
736                 }
737                 if (i == bmap->n_eq)
738                         has_rational = 0;
739         }
740         isl_basic_map_free(bmap);
741
742         return has_rational;
743 }
744
745 /* Does "map" contain any rational points?
746  */
747 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
748 {
749         int i;
750         int has_rational;
751
752         if (!map)
753                 return -1;
754         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
755                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
756                 if (has_rational < 0)
757                         return -1;
758                 if (has_rational)
759                         return 1;
760         }
761         return 0;
762 }
763
764 /* Does "set" contain any rational points?
765  */
766 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
767 {
768         return isl_map_has_rational(set);
769 }
770
771 /* Is this basic set a parameter domain?
772  */
773 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
774 {
775         if (!bset)
776                 return -1;
777         return isl_space_is_params(bset->dim);
778 }
779
780 /* Is this set a parameter domain?
781  */
782 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
783 {
784         if (!set)
785                 return -1;
786         return isl_space_is_params(set->dim);
787 }
788
789 /* Is this map actually a parameter domain?
790  * Users should never call this function.  Outside of isl,
791  * a map can never be a parameter domain.
792  */
793 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
794 {
795         if (!map)
796                 return -1;
797         return isl_space_is_params(map->dim);
798 }
799
800 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
801                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
802                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
803 {
804         int i;
805         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
806
807         bmap->ctx = ctx;
808         isl_ctx_ref(ctx);
809
810         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
811         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
812                 goto error;
813
814         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
815         if (!bmap->ineq)
816                 goto error;
817
818         if (extra == 0) {
819                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
820                 bmap->div = NULL;
821         } else {
822                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
823                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
824                         goto error;
825
826                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
827                 if (!bmap->div)
828                         goto error;
829         }
830
831         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
832                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
833
834         for (i = 0; i < extra; ++i)
835                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
836
837         bmap->ref = 1;
838         bmap->flags = 0;
839         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
840         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
841         bmap->extra = extra;
842         bmap->n_eq = 0;
843         bmap->n_ineq = 0;
844         bmap->n_div = 0;
845         bmap->sample = NULL;
846
847         return bmap;
848 error:
849         isl_basic_map_free(bmap);
850         return NULL;
851 }
852
853 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
854                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
855                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
856 {
857         struct isl_basic_map *bmap;
858         isl_space *space;
859
860         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
861         if (!space)
862                 return NULL;
863
864         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
865         return (struct isl_basic_set *)bmap;
866 }
867
868 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
869                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
870 {
871         struct isl_basic_map *bmap;
872         if (!dim)
873                 return NULL;
874         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
875         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
876         return (struct isl_basic_set *)bmap;
877 error:
878         isl_space_free(dim);
879         return NULL;
880 }
881
882 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
883                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
884 {
885         struct isl_basic_map *bmap;
886
887         if (!dim)
888                 return NULL;
889         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
890         if (!bmap)
891                 goto error;
892         bmap->dim = dim;
893
894         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
895 error:
896         isl_space_free(dim);
897         return NULL;
898 }
899
900 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
901                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
902                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
903 {
904         struct isl_basic_map *bmap;
905         isl_space *dim;
906
907         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
908         if (!dim)
909                 return NULL;
910
911         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
912         return bmap;
913 }
914
915 static void dup_constraints(
916                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
917 {
918         int i;
919         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
920
921         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
922                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
923                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
924         }
925
926         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
927                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
928                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
929         }
930
931         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
932                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
933                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
934         }
935         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
936 }
937
938 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
939 {
940         struct isl_basic_map *dup;
941
942         if (!bmap)
943                 return NULL;
944         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
945                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
946         if (!dup)
947                 return NULL;
948         dup_constraints(dup, bmap);
949         dup->flags = bmap->flags;
950         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
951         return dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         struct isl_basic_map *dup;
957
958         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
959         return (struct isl_basic_set *)dup;
960 }
961
962 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
963 {
964         if (!bset)
965                 return NULL;
966
967         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
968                 bset->ref++;
969                 return bset;
970         }
971         return isl_basic_set_dup(bset);
972 }
973
974 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
975 {
976         if (!set)
977                 return NULL;
978
979         set->ref++;
980         return set;
981 }
982
983 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
984 {
985         if (!bmap)
986                 return NULL;
987
988         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
989                 bmap->ref++;
990                 return bmap;
991         }
992         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
993         if (bmap)
994                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
995         return bmap;
996 }
997
998 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
999 {
1000         if (!map)
1001                 return NULL;
1002
1003         map->ref++;
1004         return map;
1005 }
1006
1007 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1008 {
1009         if (!bmap)
1010                 return NULL;
1011
1012         if (--bmap->ref > 0)
1013                 return NULL;
1014
1015         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1016         free(bmap->div);
1017         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1018         free(bmap->ineq);
1019         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1020         isl_vec_free(bmap->sample);
1021         isl_space_free(bmap->dim);
1022         free(bmap);
1023
1024         return NULL;
1025 }
1026
1027 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1028 {
1029         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1030 }
1031
1032 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1033 {
1034         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1035 }
1036
1037 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1038         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1039         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1040                                     __isl_take isl_map *map2))
1041 {
1042         if (!map1 || !map2)
1043                 goto error;
1044         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1045                 return fn(map1, map2);
1046         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1047             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1048                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1049                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1050         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1051         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1052         return fn(map1, map2);
1053 error:
1054         isl_map_free(map1);
1055         isl_map_free(map2);
1056         return NULL;
1057 }
1058
1059 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1060         __isl_keep isl_map *map2,
1061         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1062 {
1063         int r;
1064
1065         if (!map1 || !map2)
1066                 return -1;
1067         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1068                 return fn(map1, map2);
1069         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1070             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1071                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1072                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1073         map1 = isl_map_copy(map1);
1074         map2 = isl_map_copy(map2);
1075         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1076         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1077         r = fn(map1, map2);
1078         isl_map_free(map1);
1079         isl_map_free(map2);
1080         return r;
1081 }
1082
1083 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1084 {
1085         struct isl_ctx *ctx;
1086         if (!bmap)
1087                 return -1;
1088         ctx = bmap->ctx;
1089         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1090         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1091                         return -1);
1092         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1093         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1094         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1095         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1096         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1097         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1098                 isl_int *t;
1099                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1100                 if (j < 0)
1101                         return -1;
1102                 t = bmap->ineq[j];
1103                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1104                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1105                 bmap->eq[-1] = t;
1106                 bmap->n_eq++;
1107                 bmap->n_ineq--;
1108                 bmap->eq--;
1109                 return 0;
1110         }
1111         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1112                       bmap->extra - bmap->n_div);
1113         return bmap->n_eq++;
1114 }
1115
1116 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1117 {
1118         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1119 }
1120
1121 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1122 {
1123         if (!bmap)
1124                 return -1;
1125         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1126         bmap->n_eq -= n;
1127         return 0;
1128 }
1129
1130 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1131 {
1132         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1133 }
1134
1135 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1136 {
1137         isl_int *t;
1138         if (!bmap)
1139                 return -1;
1140         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1141
1142         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1143                 t = bmap->eq[pos];
1144                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1145                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1146         }
1147         bmap->n_eq--;
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1152 {
1153         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1154 }
1155
1156 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1157  *
1158  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1159  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1160  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1161  * change in the ordering of the constraints.
1162  */
1163 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1164                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1165 {
1166         isl_int *t;
1167
1168         t = bmap->ineq[pos];
1169         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1170         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1171         bmap->eq[-1] = t;
1172         bmap->n_eq++;
1173         bmap->n_ineq--;
1174         bmap->eq--;
1175         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1176         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1177         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1179 }
1180
1181 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1182 {
1183         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1184 }
1185
1186 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1187 {
1188         struct isl_ctx *ctx;
1189         if (!bmap)
1190                 return -1;
1191         ctx = bmap->ctx;
1192         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1193         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1194         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1195         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1196         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1197         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1198                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1199                       bmap->extra - bmap->n_div);
1200         return bmap->n_ineq++;
1201 }
1202
1203 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1204 {
1205         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1206 }
1207
1208 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1209 {
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1213         bmap->n_ineq -= n;
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1218 {
1219         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1220 }
1221
1222 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1223 {
1224         isl_int *t;
1225         if (!bmap)
1226                 return -1;
1227         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1228
1229         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1230                 t = bmap->ineq[pos];
1231                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1232                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1233                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1234         }
1235         bmap->n_ineq--;
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1240 {
1241         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1242 }
1243
1244 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1245         isl_int *eq)
1246 {
1247         int k;
1248
1249         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1250         if (!bmap)
1251                 return NULL;
1252         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1253         if (k < 0)
1254                 goto error;
1255         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1256         return bmap;
1257 error:
1258         isl_basic_map_free(bmap);
1259         return NULL;
1260 }
1261
1262 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1263         isl_int *eq)
1264 {
1265         return (isl_basic_set *)
1266                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1267 }
1268
1269 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1270         isl_int *ineq)
1271 {
1272         int k;
1273
1274         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1275         if (!bmap)
1276                 return NULL;
1277         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1278         if (k < 0)
1279                 goto error;
1280         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1281         return bmap;
1282 error:
1283         isl_basic_map_free(bmap);
1284         return NULL;
1285 }
1286
1287 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1288         isl_int *ineq)
1289 {
1290         return (isl_basic_set *)
1291                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1292 }
1293
1294 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1295 {
1296         if (!bmap)
1297                 return -1;
1298         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1299         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1300                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1301                       bmap->extra - bmap->n_div);
1302         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1303         return bmap->n_div++;
1304 }
1305
1306 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1307 {
1308         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1309 }
1310
1311 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1312 {
1313         if (!bmap)
1314                 return -1;
1315         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1316         bmap->n_div -= n;
1317         return 0;
1318 }
1319
1320 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1321 {
1322         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1323 }
1324
1325 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1326  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1327  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1328  * variables.
1329  */
1330 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1331                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1332                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1333 {
1334         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1335         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1336         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1337         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1338         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1339         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1340         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1341         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1342         if (dst_nparam > src_nparam)
1343                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1344                                 dst_nparam - src_nparam);
1345         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1346         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1347                     src+1+src_nparam,
1348                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1349         if (dst_in-in_off > src_in)
1350                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1351                                 dst_in - in_off - src_in);
1352         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1353         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1354                     src+1+src_nparam+src_in,
1355                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1356         if (dst_out-out_off > src_out)
1357                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1358                                 dst_out - out_off - src_out);
1359         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1360         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1361                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1362                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1363         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1364                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1365                                 div_off+src_map->n_div,
1366                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1367 }
1368
1369 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1370                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1371                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1372 {
1373         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1374         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1375 }
1376
1377 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1378                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1379 {
1380         int i;
1381         unsigned div_off;
1382
1383         if (!bmap1 || !bmap2)
1384                 goto error;
1385
1386         div_off = bmap1->n_div;
1387
1388         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1389                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1390                 if (i1 < 0)
1391                         goto error;
1392                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1393                                 i_pos, o_pos, div_off);
1394         }
1395
1396         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1397                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1398                 if (i1 < 0)
1399                         goto error;
1400                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1401                                 i_pos, o_pos, div_off);
1402         }
1403
1404         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1405                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1406                 if (i1 < 0)
1407                         goto error;
1408                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1409                          i_pos, o_pos, div_off);
1410         }
1411
1412         isl_basic_map_free(bmap2);
1413
1414         return bmap1;
1415
1416 error:
1417         isl_basic_map_free(bmap1);
1418         isl_basic_map_free(bmap2);
1419         return NULL;
1420 }
1421
1422 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1423                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1424 {
1425         return (struct isl_basic_set *)
1426                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1427                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1428 }
1429
1430 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1431                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1432                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1433 {
1434         struct isl_basic_map *ext;
1435         unsigned flags;
1436         int dims_ok;
1437
1438         if (!dim)
1439                 goto error;
1440
1441         if (!base)
1442                 goto error;
1443
1444         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1445                   base->extra >= base->n_div + extra;
1446
1447         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1448                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1449                 isl_space_free(dim);
1450                 return base;
1451         }
1452
1453         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1454         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1455         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1456         extra += base->extra;
1457         n_eq += base->n_eq;
1458         n_ineq += base->n_ineq;
1459
1460         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1461         dim = NULL;
1462         if (!ext)
1463                 goto error;
1464
1465         if (dims_ok)
1466                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1467         flags = base->flags;
1468         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1469         if (ext) {
1470                 ext->flags = flags;
1471                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1472         }
1473
1474         return ext;
1475
1476 error:
1477         isl_space_free(dim);
1478         isl_basic_map_free(base);
1479         return NULL;
1480 }
1481
1482 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1483                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1484                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1485 {
1486         return (struct isl_basic_set *)
1487                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1488                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1489 }
1490
1491 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1492                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1493 {
1494         if (!base)
1495                 return NULL;
1496         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1497                                         0, n_eq, n_ineq);
1498 }
1499
1500 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1501                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1502                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1503 {
1504         struct isl_basic_map *bmap;
1505         isl_space *dim;
1506
1507         if (!base)
1508                 return NULL;
1509         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1510         if (!dim)
1511                 goto error;
1512
1513         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1514         return bmap;
1515 error:
1516         isl_basic_map_free(base);
1517         return NULL;
1518 }
1519
1520 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1521                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1522                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1526                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1527 }
1528
1529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1530                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1531 {
1532         return (struct isl_basic_set *)
1533                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1534                                                     n_eq, n_ineq);
1535 }
1536
1537 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1538 {
1539         return (struct isl_basic_set *)
1540                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1541 }
1542
1543 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1544 {
1545         if (!bmap)
1546                 return NULL;
1547
1548         if (bmap->ref > 1) {
1549                 bmap->ref--;
1550                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1551         }
1552         if (bmap)
1553                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1554         return bmap;
1555 }
1556
1557 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1558 {
1559         if (!set)
1560                 return NULL;
1561
1562         if (set->ref == 1)
1563                 return set;
1564         set->ref--;
1565         return isl_set_dup(set);
1566 }
1567
1568 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1569 {
1570         if (!map)
1571                 return NULL;
1572
1573         if (map->ref == 1)
1574                 return map;
1575         map->ref--;
1576         return isl_map_dup(map);
1577 }
1578
1579 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1580                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1581 {
1582         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1583         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1584         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1585 }
1586
1587 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1588         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1589 {
1590         int i;
1591         struct isl_blk blk;
1592
1593         if (!bmap)
1594                 goto error;
1595
1596         isl_assert(bmap->ctx,
1597                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1598
1599         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1600                 return bmap;
1601
1602         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1603         if (!bmap)
1604                 return NULL;
1605
1606         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1607         if (isl_blk_is_error(blk))
1608                 goto error;
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1611                 swap_vars(blk,
1612                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1613
1614         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1615                 swap_vars(blk,
1616                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1617
1618         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1619                 swap_vars(blk,
1620                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1621
1622         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1623
1624         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1625         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1626         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1627 error:
1628         isl_basic_map_free(bmap);
1629         return NULL;
1630 }
1631
1632 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1633         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1634 {
1635         unsigned dim;
1636         unsigned nparam;
1637
1638         if (!bset)
1639                 return NULL;
1640
1641         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1642         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1643         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1644
1645         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1646 error:
1647         isl_basic_set_free(bset);
1648         return NULL;
1649 }
1650
1651 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1652 {
1653         int i = 0;
1654         unsigned total;
1655         if (!bmap)
1656                 goto error;
1657         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1658         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1659         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1660         if (bmap->n_eq > 0)
1661                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1662         else {
1663                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1664                 if (i < 0)
1665                         goto error;
1666         }
1667         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1668         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1669         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1670         isl_vec_free(bmap->sample);
1671         bmap->sample = NULL;
1672         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1673 error:
1674         isl_basic_map_free(bmap);
1675         return NULL;
1676 }
1677
1678 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1679 {
1680         return (struct isl_basic_set *)
1681                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1682 }
1683
1684 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" (without modifying any of the constraints
1685  * of "bmap").
1686  */
1687 static void swap_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1688 {
1689         isl_int *t = bmap->div[a];
1690         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1691         bmap->div[b] = t;
1692 }
1693
1694 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" and adjust the constraints and
1695  * div definitions accordingly.
1696  */
1697 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1698 {
1699         int i;
1700         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1701
1702         swap_div(bmap, a, b);
1703
1704         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1705                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1706
1707         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1708                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1709
1710         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1711                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1712         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1713 }
1714
1715 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1716  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1717  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1718  */
1719 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1720         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1721 {
1722         int i;
1723
1724         if (!map)
1725                 return NULL;
1726         if (n == 0)
1727                 return map;
1728
1729         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1730                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1731                         "index out of bounds", goto error);
1732
1733         map = isl_map_cow(map);
1734         if (!map)
1735                 return NULL;
1736
1737         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1738                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1739                 if (!map->p[i])
1740                         goto error;
1741         }
1742         return map;
1743 error:
1744         isl_map_free(map);
1745         return NULL;
1746 }
1747
1748 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1749  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1750  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1751  */
1752 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1753         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1754 {
1755         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1756 }
1757
1758 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1759  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1760  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1761  */
1762 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1763         unsigned first, unsigned n)
1764 {
1765         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1766 }
1767
1768 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1769         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1770 {
1771         if (!bmap)
1772                 return NULL;
1773         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1774                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1775         if (!bmap)
1776                 return NULL;
1777         bmap->n_div = 0;
1778         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1779 }
1780
1781 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1782         __isl_take isl_basic_set *bset)
1783 {
1784         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1785                         (struct isl_basic_map *)bset);
1786 }
1787
1788 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1789 {
1790         int i;
1791
1792         if (!map)
1793                 return NULL;
1794         if (map->n == 0)
1795                 return map;
1796
1797         map = isl_map_cow(map);
1798         if (!map)
1799                 return NULL;
1800         
1801         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1802                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1803                 if (!map->p[i])
1804                         goto error;
1805         }
1806         return map;
1807 error:
1808         isl_map_free(map);
1809         return NULL;
1810 }
1811
1812 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1813 {
1814         return isl_map_remove_divs(set);
1815 }
1816
1817 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1818         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1819 {
1820         if (!bmap)
1821                 return NULL;
1822         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1823                         goto error);
1824         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1825                 return bmap;
1826         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1827                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1828         if (!bmap)
1829                 return bmap;
1830         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1831                 return bmap;
1832         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1833         return bmap;
1834 error:
1835         isl_basic_map_free(bmap);
1836         return NULL;
1837 }
1838
1839 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1840  * any of the given variables.
1841  */
1842 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1843         unsigned first, unsigned n)
1844 {
1845         int i;
1846         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1847
1848         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1849                 return 0;
1850         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1851                 return 1;
1852
1853         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1854                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1855                         continue;
1856                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1857                         return 1;
1858         }
1859
1860         return 0;
1861 }
1862
1863 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1864  * based on inequality "i".
1865  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1866  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1867  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1868  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1869  *
1870  * The calling function has already checked that the inequality does not
1871  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1872  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1873  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1874  *
1875  * Let "div" be of the form
1876  *
1877  *      q = floor((a + f(x))/d)
1878  *
1879  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1880  *
1881  *      b + f(x) >= 0
1882  *
1883  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1884  * However, we allow a slightly more general form
1885  *
1886  *      b + g(x) >= 0
1887  *
1888  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1889  * divisible by d.
1890  * Rewriting this constraint as
1891  *
1892  *      0 >= -b - g(x)
1893  *
1894  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1895  *
1896  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1897  *
1898  * Taking the floor on both sides, we obtain
1899  *
1900  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1901  *
1902  * or
1903  *
1904  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1905  *
1906  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1907  *
1908  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1909  *
1910  */
1911 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1912         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1913         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1914 {
1915         int j;
1916
1917         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1918                 if (lb) {
1919                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1920                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1921                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1922                 }
1923                 if (ub) {
1924                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1925                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1926                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1927                 }
1928         }
1929         if (!lb && !ub)
1930                 return bmap;
1931
1932         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1933         if (lb) {
1934                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1935                 if (k < 0)
1936                         goto error;
1937                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1938                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1939                                         bmap->div[div][1 + j]);
1940                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1941                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1942                 }
1943                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1944         }
1945         if (ub) {
1946                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1947                 if (k < 0)
1948                         goto error;
1949                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1950                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1951                                         bmap->div[div][1 + j]);
1952                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1953                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1954                 }
1955                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1956         }
1957
1958         return bmap;
1959 error:
1960         isl_basic_map_free(bmap);
1961         return NULL;
1962 }
1963
1964 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1965  * using Fourier-Motzkin.
1966  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1967  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1968  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1969  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1970  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1971  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1972  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1973  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1974  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1975  * on "div".
1976  *
1977  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1978  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1979  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1980  * Consider, for example, the set
1981  *
1982  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1983  *
1984  * The second constraint can be rewritten as
1985  *
1986  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1987  *
1988  * from which we can derive
1989  *
1990  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1991  *
1992  * or
1993  *
1994  *      i + 2j <= 3 + 2k
1995  *
1996  * Combined with the first constraint, we obtain
1997  *
1998  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1999  *
2000  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
2001  * the first constraint, we obtain
2002  *
2003  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
2004  *
2005  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
2006  *
2007  *      k >= -2
2008  */
2009 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
2010         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
2011 {
2012         int i;
2013         int check_lb, check_ub;
2014         isl_int v;
2015         unsigned total;
2016
2017         if (!bmap)
2018                 return NULL;
2019
2020         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2021                 return bmap;
2022
2023         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2024
2025         check_lb = 0;
2026         check_ub = 0;
2027         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2028                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2029                 if (s > 0)
2030                         check_ub = 1;
2031                 if (s < 0)
2032                         check_lb = 1;
2033         }
2034
2035         if (!check_lb && !check_ub)
2036                 return bmap;
2037
2038         isl_int_init(v);
2039
2040         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2041                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2042                         continue;
2043
2044                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2045                                                         check_lb, check_ub);
2046         }
2047
2048         isl_int_clear(v);
2049
2050         return bmap;
2051 }
2052
2053 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2054  * in their definitions.
2055  */
2056 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2057         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2058         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2059 {
2060         int i;
2061
2062         if (!bmap)
2063                 return NULL;
2064         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2065                         goto error);
2066         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2067
2068         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2069                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2070                         continue;
2071                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2072                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2073                 if (!bmap)
2074                         return NULL;
2075                 i = bmap->n_div;
2076         }
2077
2078         return bmap;
2079 error:
2080         isl_basic_map_free(bmap);
2081         return NULL;
2082 }
2083
2084 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2085         __isl_take isl_basic_set *bset,
2086         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2087 {
2088         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2089 }
2090
2091 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2092         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2093 {
2094         int i;
2095
2096         if (!map)
2097                 return NULL;
2098         if (map->n == 0)
2099                 return map;
2100
2101         map = isl_map_cow(map);
2102         if (!map)
2103                 return NULL;
2104
2105         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2106                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2107                                                                 type, first, n);
2108                 if (!map->p[i])
2109                         goto error;
2110         }
2111         return map;
2112 error:
2113         isl_map_free(map);
2114         return NULL;
2115 }
2116
2117 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2118         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2119 {
2120         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2121                                                               type, first, n);
2122 }
2123
2124 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2125  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2126  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2127  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2128  * div.
2129  */
2130 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2131         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2132 {
2133         int i;
2134
2135         if (!bmap)
2136                 return -1;
2137
2138         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2139                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2140                         "index out of bounds", return -1);
2141
2142         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2143         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2144                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2145                         return 1;
2146         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2147                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2148                         return 1;
2149         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2150                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2151                         continue;
2152                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2153                         return 1;
2154         }
2155
2156         return 0;
2157 }
2158
2159 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2160         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2161 {
2162         int i;
2163
2164         if (!map)
2165                 return -1;
2166
2167         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2168                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2169                         "index out of bounds", return -1);
2170
2171         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2172                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2173                                                             type, first, n);
2174                 if (involves < 0 || involves)
2175                         return involves;
2176         }
2177
2178         return 0;
2179 }
2180
2181 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2182         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2183 {
2184         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2185 }
2186
2187 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2188         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2189 {
2190         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2191 }
2192
2193 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2194  * on unknown divs.
2195  */
2196 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2197 {
2198         int i;
2199         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2200
2201         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2202                 return 1;
2203
2204         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2205                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2206                         continue;
2207                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2208                         return 1;
2209         }
2210
2211         return 0;
2212 }
2213
2214 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2215  */
2216 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2217         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2218 {
2219         int i;
2220
2221         if (!bmap)
2222                 return NULL;
2223
2224         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2225                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2226                         continue;
2227                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2228                 if (!bmap)
2229                         return NULL;
2230                 i = bmap->n_div;
2231         }
2232
2233         return bmap;
2234 }
2235
2236 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2237  */
2238 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2239         __isl_take isl_basic_set *bset)
2240 {
2241         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2242 }
2243
2244 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2245 {
2246         int i;
2247
2248         if (!map)
2249                 return NULL;
2250         if (map->n == 0)
2251                 return map;
2252
2253         map = isl_map_cow(map);
2254         if (!map)
2255                 return NULL;
2256
2257         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2258                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2259                 if (!map->p[i])
2260                         goto error;
2261         }
2262         return map;
2263 error:
2264         isl_map_free(map);
2265         return NULL;
2266 }
2267
2268 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2269 {
2270         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2271 }
2272
2273 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2274         __isl_take isl_basic_set *bset,
2275         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2276 {
2277         return (isl_basic_set *)
2278             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2279 }
2280
2281 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2282         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2283 {
2284         int i;
2285
2286         if (n == 0)
2287                 return map;
2288
2289         map = isl_map_cow(map);
2290         if (!map)
2291                 return NULL;
2292         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2293         
2294         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2295                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2296                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2297                 if (!map->p[i])
2298                         goto error;
2299         }
2300         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2301         return map;
2302 error:
2303         isl_map_free(map);
2304         return NULL;
2305 }
2306
2307 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2308         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2309 {
2310         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2311 }
2312
2313 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2314 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2315         unsigned first, unsigned n)
2316 {
2317         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2318 }
2319
2320 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2321                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2322 {
2323         const char *name;
2324         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2325         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2326         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2327         if (!pos)
2328                 isl_int_print(out, c, 0);
2329         else {
2330                 if (!isl_int_is_one(c))
2331                         isl_int_print(out, c, 0);
2332                 if (pos < 1 + nparam) {
2333                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2334                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2335                         if (name)
2336                                 fprintf(out, "%s", name);
2337                         else
2338                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2339                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2340                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2341                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2342                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2343                 else
2344                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2345         }
2346 }
2347
2348 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2349                                 int sign, FILE *out)
2350 {
2351         int i;
2352         int first;
2353         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2354         isl_int v;
2355
2356         isl_int_init(v);
2357         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2358                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2359                         continue;
2360                 if (!first)
2361                         fprintf(out, " + ");
2362                 first = 0;
2363                 isl_int_abs(v, c[i]);
2364                 dump_term(bmap, v, i, out);
2365         }
2366         isl_int_clear(v);
2367         if (first)
2368                 fprintf(out, "0");
2369 }
2370
2371 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2372                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2373 {
2374         int i;
2375
2376         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2377
2378         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2379         fprintf(out, " %s ", op);
2380         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2381
2382         fprintf(out, "\n");
2383
2384         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2385                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2386                         continue;
2387                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2388                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2389                 abort();
2390         }
2391 }
2392
2393 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2394                                 isl_int **c, unsigned n,
2395                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2396 {
2397         int i;
2398
2399         for (i = 0; i < n; ++i)
2400                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2401 }
2402
2403 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2404 {
2405         int j;
2406         int first = 1;
2407         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2408
2409         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2410                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2411                         continue;
2412                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2413                         fprintf(out, "+");
2414                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2415                 first = 0;
2416         }
2417 }
2418
2419 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2420 {
2421         int i;
2422
2423         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2424         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2425
2426         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2427                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2428                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2429                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2430                 fprintf(out, ")/");
2431                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2432                 fprintf(out, "]\n");
2433         }
2434 }
2435
2436 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2437         FILE *out, int indent)
2438 {
2439         if (!bset) {
2440                 fprintf(out, "null basic set\n");
2441                 return;
2442         }
2443
2444         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2445         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2446                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2447                         bset->extra, bset->flags);
2448         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2449 }
2450
2451 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2452         FILE *out, int indent)
2453 {
2454         if (!bmap) {
2455                 fprintf(out, "null basic map\n");
2456                 return;
2457         }
2458
2459         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2460         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2461                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2462                 bmap->ref,
2463                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2464                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2465         dump(bmap, out, indent);
2466 }
2467
2468 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2469 {
2470         unsigned total;
2471         if (!bmap)
2472                 return -1;
2473         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2474         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2475         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2476         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2477         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2478         return 0;
2479 }
2480
2481 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2482         unsigned flags)
2483 {
2484         struct isl_set *set;
2485
2486         if (!dim)
2487                 return NULL;
2488         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2489         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2490         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2491                         sizeof(struct isl_set) +
2492                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2493         if (!set)
2494                 goto error;
2495
2496         set->ctx = dim->ctx;
2497         isl_ctx_ref(set->ctx);
2498         set->ref = 1;
2499         set->size = n;
2500         set->n = 0;
2501         set->dim = dim;
2502         set->flags = flags;
2503         return set;
2504 error:
2505         isl_space_free(dim);
2506         return NULL;
2507 }
2508
2509 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2510                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2511 {
2512         struct isl_set *set;
2513         isl_space *dims;
2514
2515         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2516         if (!dims)
2517                 return NULL;
2518
2519         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2520         return set;
2521 }
2522
2523 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2524  */
2525 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2526 {
2527         int i;
2528         struct isl_map *grown = NULL;
2529
2530         if (!map)
2531                 return NULL;
2532         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2533         if (map->n + n <= map->size)
2534                 return map;
2535         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2536         if (!grown)
2537                 goto error;
2538         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2539                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2540                 if (!grown->p[i])
2541                         goto error;
2542                 grown->n++;
2543         }
2544         isl_map_free(map);
2545         return grown;
2546 error:
2547         isl_map_free(grown);
2548         isl_map_free(map);
2549         return NULL;
2550 }
2551
2552 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2553  */
2554 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2555 {
2556         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2557 }
2558
2559 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2560 {
2561         int i;
2562         struct isl_set *dup;
2563
2564         if (!set)
2565                 return NULL;
2566
2567         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2568         if (!dup)
2569                 return NULL;
2570         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2571                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2572         return dup;
2573 }
2574
2575 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2576 {
2577         return isl_map_from_basic_map(bset);
2578 }
2579
2580 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2581 {
2582         struct isl_map *map;
2583
2584         if (!bmap)
2585                 return NULL;
2586
2587         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2588         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2589 }
2590
2591 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2592                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2593 {
2594         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2595                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2596 }
2597
2598 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2599 {
2600         int i;
2601
2602         if (!set)
2603                 return NULL;
2604
2605         if (--set->ref > 0)
2606                 return NULL;
2607
2608         isl_ctx_deref(set->ctx);
2609         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2610                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2611         isl_space_free(set->dim);
2612         free(set);
2613
2614         return NULL;
2615 }
2616
2617 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2618 {
2619         int i;
2620
2621         if (!set) {
2622                 fprintf(out, "null set\n");
2623                 return;
2624         }
2625
2626         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2627         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2628                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2629                         set->flags);
2630         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2631                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2632                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2633                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2634         }
2635 }
2636
2637 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2638 {
2639         int i;
2640
2641         if (!map) {
2642                 fprintf(out, "null map\n");
2643                 return;
2644         }
2645
2646         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2647         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2648                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2649                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2650                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2651         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2652                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2653                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2654                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2655         }
2656 }
2657
2658 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2659                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2660 {
2661         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2662
2663         if (!bmap || !bset)
2664                 goto error;
2665
2666         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2667                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2668
2669         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2670                 isl_assert(bset->ctx,
2671                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2672
2673         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2674         if (!bmap)
2675                 goto error;
2676         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2677                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2678         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2679         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2680
2681         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2682         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2683 error:
2684         isl_basic_map_free(bmap);
2685         isl_basic_set_free(bset);
2686         return NULL;
2687 }
2688
2689 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2690                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2691 {
2692         struct isl_basic_map *bmap_range;
2693
2694         if (!bmap || !bset)
2695                 goto error;
2696
2697         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2698                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2699
2700         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2701                 isl_assert(bset->ctx,
2702                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2703
2704         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2705                 isl_basic_set_free(bset);
2706                 return bmap;
2707         }
2708
2709         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2710         if (!bmap)
2711                 goto error;
2712         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2713                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2714         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2715         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2716
2717         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2718         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2719 error:
2720         isl_basic_map_free(bmap);
2721         isl_basic_set_free(bset);
2722         return NULL;
2723 }
2724
2725 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2726 {
2727         int i;
2728         unsigned total;
2729         isl_int s;
2730
2731         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2732         if (total != vec->size)
2733                 return -1;
2734
2735         isl_int_init(s);
2736
2737         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2738                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2739                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2740                         isl_int_clear(s);
2741                         return 0;
2742                 }
2743         }
2744
2745         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2746                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2747                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2748                         isl_int_clear(s);
2749                         return 0;
2750                 }
2751         }
2752
2753         isl_int_clear(s);
2754
2755         return 1;
2756 }
2757
2758 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2759 {
2760         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2761 }
2762
2763 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2764                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2765 {
2766         struct isl_vec *sample = NULL;
2767
2768         if (!bmap1 || !bmap2)
2769                 goto error;
2770
2771         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2772                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2773         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2774                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2775             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2776                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2777                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2778
2779         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2780                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2781                 isl_assert(bmap1->ctx,
2782                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2783
2784         if (bmap1->sample &&
2785             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2786             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2787                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2788         else if (bmap2->sample &&
2789             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2790             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2791                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2792
2793         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2794         if (!bmap1)
2795                 goto error;
2796         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2797                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2798         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2799
2800         if (!bmap1)
2801                 isl_vec_free(sample);
2802         else if (sample) {
2803                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2804                 bmap1->sample = sample;
2805         }
2806
2807         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2808         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2809 error:
2810         if (sample)
2811                 isl_vec_free(sample);
2812         isl_basic_map_free(bmap1);
2813         isl_basic_map_free(bmap2);
2814         return NULL;
2815 }
2816
2817 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2818                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2819 {
2820         return (struct isl_basic_set *)
2821                 isl_basic_map_intersect(
2822                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2823                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2824 }
2825
2826 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2827         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2828 {
2829         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2830 }
2831
2832 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2833  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2834  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2835  * added to the other map.
2836  */
2837 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2838         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2839 {
2840         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2841         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2842         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2843         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2844
2845         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2846                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2847
2848         isl_assert(map2->ctx,
2849                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2850
2851         map1 = isl_map_cow(map1);
2852         if (!map1)
2853                 goto error;
2854         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2855                 isl_map_free(map2);
2856                 return map1;
2857         }
2858         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2859         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2860                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2861         else
2862                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2863                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2864
2865         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2866         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2867         if (!map1->p[0])
2868                 goto error;
2869
2870         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2871                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2872                 map1->n = 0;
2873         }
2874
2875         isl_map_free(map2);
2876
2877         return map1;
2878 error:
2879         isl_map_free(map1);
2880         isl_map_free(map2);
2881         return NULL;
2882 }
2883
2884 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2885  * space as map1.
2886  */
2887 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2888         __isl_take isl_map *map2)
2889 {
2890         unsigned flags = 0;
2891         isl_map *result;
2892         int i, j;
2893
2894         if (!map1 || !map2)
2895                 goto error;
2896
2897         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2898              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2899             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2900                 isl_map_free(map2);
2901                 return map1;
2902         }
2903         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2904              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2905             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2906                 isl_map_free(map1);
2907                 return map2;
2908         }
2909
2910         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2911             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2912             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2913             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2914              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2915                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2916
2917         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2918                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2919                 isl_assert(map1->ctx,
2920                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2921
2922         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2923             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2924                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2925
2926         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2927                                 map1->n * map2->n, flags);
2928         if (!result)
2929                 goto error;
2930         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2931                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2932                         struct isl_basic_map *part;
2933                         part = isl_basic_map_intersect(
2934                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2935                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2936                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2937                                 part = isl_basic_map_free(part);
2938                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2939                         if (!result)
2940                                 goto error;
2941                 }
2942         isl_map_free(map1);
2943         isl_map_free(map2);
2944         return result;
2945 error:
2946         isl_map_free(map1);
2947         isl_map_free(map2);
2948         return NULL;
2949 }
2950
2951 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2952         __isl_take isl_map *map2)
2953 {
2954         if (!map1 || !map2)
2955                 goto error;
2956         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2957                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2958                         "spaces don't match", goto error);
2959         return map_intersect_internal(map1, map2);
2960 error:
2961         isl_map_free(map1);
2962         isl_map_free(map2);
2963         return NULL;
2964 }
2965
2966 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2967         __isl_take isl_map *map2)
2968 {
2969         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2970 }
2971
2972 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2973 {
2974         return (struct isl_set *)
2975                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2976                                   (struct isl_map *)set2);
2977 }
2978
2979 /* map_intersect_internal accepts intersections
2980  * with parameter domains, so we can just call that function.
2981  */
2982 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2983                 __isl_take isl_set *params)
2984 {
2985         return map_intersect_internal(map, params);
2986 }
2987
2988 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2989         __isl_take isl_map *map2)
2990 {
2991         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2992 }
2993
2994 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2995                 __isl_take isl_set *params)
2996 {
2997         return isl_map_intersect_params(set, params);
2998 }
2999
3000 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
3001 {
3002         isl_space *dim;
3003         struct isl_basic_set *bset;
3004         unsigned in;
3005
3006         if (!bmap)
3007                 return NULL;
3008         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3009         if (!bmap)
3010                 return NULL;
3011         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
3012         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3013         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3014         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
3015         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
3016 }
3017
3018 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
3019         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3020 {
3021         isl_space *space;
3022
3023         if (!bmap)
3024                 return NULL;
3025         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3026                 return bmap;
3027
3028         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3029         space = isl_space_reset(space, type);
3030         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3031         return bmap;
3032 }
3033
3034 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3035         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3036         unsigned pos, unsigned n)
3037 {
3038         isl_space *res_dim;
3039         struct isl_basic_map *res;
3040         struct isl_dim_map *dim_map;
3041         unsigned total, off;
3042         enum isl_dim_type t;
3043
3044         if (n == 0)
3045                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3046
3047         if (!bmap)
3048                 return NULL;
3049
3050         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3051
3052         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3053         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3054         off = 0;
3055         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3056                 if (t != type) {
3057                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3058                 } else {
3059                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3060                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3061                                                 0, pos, off);
3062                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3063                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3064                 }
3065                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3066         }
3067         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3068
3069         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3070                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3071         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3072                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3073         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3074                 isl_basic_map_free(bmap);
3075                 free(dim_map);
3076                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3077         }
3078         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3079         return isl_basic_map_finalize(res);
3080 }
3081
3082 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3083         __isl_take isl_basic_set *bset,
3084         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3085 {
3086         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3087 }
3088
3089 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3090                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3091 {
3092         if (!bmap)
3093                 return NULL;
3094         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3095                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3096 }
3097
3098 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3099                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3100 {
3101         if (!bset)
3102                 return NULL;
3103         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3104         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3105 error:
3106         isl_basic_set_free(bset);
3107         return NULL;
3108 }
3109
3110 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3111         enum isl_dim_type type)
3112 {
3113         isl_space *space;
3114
3115         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3116                 return map;
3117
3118         space = isl_map_get_space(map);
3119         space = isl_space_reset(space, type);
3120         map = isl_map_reset_space(map, space);
3121         return map;
3122 }
3123
3124 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3125                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3126 {
3127         int i;
3128
3129         if (n == 0)
3130                 return map_space_reset(map, type);
3131
3132         map = isl_map_cow(map);
3133         if (!map)
3134                 return NULL;
3135
3136         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3137         if (!map->dim)
3138                 goto error;
3139
3140         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3141                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3142                 if (!map->p[i])
3143                         goto error;
3144         }
3145
3146         return map;
3147 error:
3148         isl_map_free(map);
3149         return NULL;
3150 }
3151
3152 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3153                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3154 {
3155         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3156 }
3157
3158 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3159                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3160 {
3161         if (!map)
3162                 return NULL;
3163         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3164 }
3165
3166 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3167                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3168 {
3169         if (!set)
3170                 return NULL;
3171         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3172         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3173 error:
3174         isl_set_free(set);
3175         return NULL;
3176 }
3177
3178 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3179         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3180         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3181         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3182 {
3183         struct isl_dim_map *dim_map;
3184         struct isl_basic_map *res;
3185         enum isl_dim_type t;
3186         unsigned total, off;
3187
3188         if (!bmap)
3189                 return NULL;
3190         if (n == 0)
3191                 return bmap;
3192
3193         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3194                 goto error);
3195
3196         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3197                 return bmap;
3198
3199         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3200
3201         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3202             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3203                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3204                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3205                 if (!bmap)
3206                         return NULL;
3207
3208                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3209                                                 src_type, src_pos, n);
3210                 if (!bmap->dim)
3211                         goto error;
3212
3213                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3214
3215                 return bmap;
3216         }
3217
3218         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3219         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3220
3221         off = 0;
3222         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3223                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3224                 if (t == dst_type) {
3225                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3226                                             0, dst_pos, off);
3227                         off += dst_pos;
3228                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3229                                             src_pos, n, off);
3230                         off += n;
3231                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3232                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3233                         off += size - dst_pos;
3234                 } else if (t == src_type) {
3235                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3236                                             0, src_pos, off);
3237                         off += src_pos;
3238                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3239                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3240                         off += size - src_pos - n;
3241                 } else {
3242                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3243                         off += size;
3244                 }
3245         }
3246         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3247
3248         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3249                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3250         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3251         if (!bmap)
3252                 goto error;
3253
3254         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3255                                         src_type, src_pos, n);
3256         if (!bmap->dim)
3257                 goto error;
3258
3259         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3260         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3261         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3262
3263         return bmap;
3264 error:
3265         isl_basic_map_free(bmap);
3266         return NULL;
3267 }
3268
3269 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3270         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3271         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3272 {
3273         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3274                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3275 }
3276
3277 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3278         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3279         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3280 {
3281         if (!set)
3282                 return NULL;
3283         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3284         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3285                                         src_type, src_pos, n);
3286 error:
3287         isl_set_free(set);
3288         return NULL;
3289 }
3290
3291 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3292         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3293         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3294 {
3295         int i;
3296
3297         if (!map)
3298                 return NULL;
3299         if (n == 0)
3300                 return map;
3301
3302         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3303                 goto error);
3304
3305         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3306                 return map;
3307
3308         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3309
3310         map = isl_map_cow(map);
3311         if (!map)
3312                 return NULL;
3313
3314         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3315         if (!map->dim)
3316                 goto error;
3317
3318         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3319                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3320                                                 dst_type, dst_pos,
3321                                                 src_type, src_pos, n);
3322                 if (!map->p[i])
3323                         goto error;
3324         }
3325
3326         return map;
3327 error:
3328         isl_map_free(map);
3329         return NULL;
3330 }
3331
3332 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3333  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3334  * That's the responsibility of the caller.
3335  */
3336 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3337         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3338 {
3339         struct isl_dim_map *dim_map;
3340         struct isl_basic_map *res;
3341         enum isl_dim_type t;
3342         unsigned total, off;
3343
3344         if (!bmap)
3345                 return NULL;
3346         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3347                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3348                 return bmap;
3349
3350         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3351         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3352
3353         off = 0;
3354         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3355                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3356                 if (t == type) {
3357                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3358                                             0, first, off);
3359                         off += first;
3360                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3361                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3362                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3363                                             first + n, size - (first + n), off);
3364                         off += size - (first + n);
3365                 } else {
3366                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3367                         off += size;
3368                 }
3369         }
3370         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3371
3372         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3373                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3374         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3375         return res;
3376 }
3377
3378 /* Insert "n" rows in the divs of "bmap".
3379  *
3380  * The number of columns is not changed, which means that the last
3381  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the new divs.
3382  * The space of "bmap" is not adjusted, however, which means
3383  * that "bmap" is left in an inconsistent state.  Removing "n" dimensions
3384  * from the space of "bmap" is the responsibility of the caller.
3385  */
3386 static __isl_give isl_basic_map *insert_div_rows(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3387         int n)
3388 {
3389         int i;
3390         size_t row_size;
3391         isl_int **new_div;
3392         isl_int *old;
3393
3394         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3395         if (!bmap)
3396                 return NULL;
3397
3398         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3399         old = bmap->block2.data;
3400         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3401                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3402         if (!bmap->block2.data)
3403                 return isl_basic_map_free(bmap);
3404         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3405         if (!new_div)
3406                 return isl_basic_map_free(bmap);
3407         for (i = 0; i < n; ++i) {
3408                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3409                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3410                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3411         }
3412         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3413                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3414         free(bmap->div);
3415         bmap->div = new_div;
3416         bmap->n_div += n;
3417         bmap->extra += n;
3418
3419         return bmap;
3420 }
3421
3422 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3423  * into existentially quantified variables.
3424  */
3425 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3426                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3427                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3428 {
3429         if (n == 0)
3430                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3431
3432         if (!bmap)
3433                 return NULL;
3434
3435         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3436                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3437
3438         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3439                         goto error);
3440
3441         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3442         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3443         bmap = insert_div_rows(bmap, n);
3444         if (!bmap)
3445                 return NULL;
3446
3447         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3448         if (!bmap->dim)
3449                 goto error;
3450         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3451         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3452         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3453 error:
3454         isl_basic_map_free(bmap);
3455         return NULL;
3456 }
3457
3458 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3459  * into existentially quantified variables.
3460  */
3461 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3462                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3463 {
3464         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3465                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3466 }
3467
3468 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3469  * into existentially quantified variables.
3470  */
3471 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3472                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3473 {
3474         int i;
3475
3476         if (!map)
3477                 return NULL;
3478
3479         if (n == 0)
3480                 return map_space_reset(map, type);
3481
3482         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3483
3484         map = isl_map_cow(map);
3485         if (!map)
3486                 return NULL;
3487
3488         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3489         if (!map->dim)
3490                 goto error;
3491
3492         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3493                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3494                 if (!map->p[i])
3495                         goto error;
3496         }
3497
3498         return map;
3499 error:
3500         isl_map_free(map);
3501         return NULL;
3502 }
3503
3504 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3505  * into existentially quantified variables.
3506  */
3507 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3508                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3509 {
3510         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3511 }
3512
3513 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3514 {
3515         int i, j;
3516
3517         for (i = 0; i < n; ++i) {
3518                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3519                 if (j < 0)
3520                         goto error;
3521                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3522         }
3523         return bmap;
3524 error:
3525         isl_basic_map_free(bmap);
3526         return NULL;
3527 }
3528
3529 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3530                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3531 {
3532         isl_space *dim_result = NULL;
3533         struct isl_basic_map *bmap;
3534         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3535         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3536
3537         if (!bmap1 || !bmap2)
3538                 goto error;
3539
3540         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3541                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3542
3543         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3544         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3545         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3546         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3547
3548         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3549         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3550         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3551         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3552         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3553         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3554         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3555         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3556         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3557         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3558         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3559
3560         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3561                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3562                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3563                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3564         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3565         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3566         bmap = add_divs(bmap, n);
3567         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3568         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3569         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3570 error:
3571         isl_basic_map_free(bmap1);
3572         isl_basic_map_free(bmap2);
3573         return NULL;
3574 }
3575
3576 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3577                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3578 {
3579         if (!bset || !bmap)
3580                 goto error;
3581
3582         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3583                     goto error);
3584
3585         return (struct isl_basic_set *)
3586                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3587 error:
3588         isl_basic_set_free(bset);
3589         isl_basic_map_free(bmap);
3590         return NULL;
3591 }
3592
3593 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3594                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3595 {
3596         if (!bmap1 || !bmap2)
3597                 goto error;
3598
3599         isl_assert(bmap1->ctx,
3600             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3601         isl_assert(bmap1->ctx,
3602             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3603             goto error);
3604
3605         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3606         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3607         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3608 error:
3609         isl_basic_map_free(bmap1);
3610         isl_basic_map_free(bmap2);
3611         return NULL;
3612 }
3613
3614 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3615  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3616  */
3617 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3618                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3619 {
3620         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3621         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3622         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3623         int i;
3624
3625         if (!bmap1 || !bmap2)
3626                 goto error;
3627
3628         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3629                 goto error);
3630
3631         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3632         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3633         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3634
3635         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3636         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3637         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3638         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3639         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3640         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3641         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3642         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3643         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3644         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3645         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3646
3647         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3648                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3649                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3650                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3651         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3652                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3653                 if (j < 0)
3654                         goto error;
3655                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3656                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3657                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3658                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3659         }
3660         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3661         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3662         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3663
3664         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3665         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3666 error:
3667         isl_basic_map_free(bmap);
3668         isl_basic_map_free(bmap1);
3669         isl_basic_map_free(bmap2);
3670         return NULL;
3671 }
3672
3673 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3674  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3675  */
3676 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3677 {
3678         struct isl_map *result;
3679         int i, j;
3680
3681         if (!map1 || !map2)
3682                 goto error;
3683
3684         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3685
3686         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3687                                 map1->n * map2->n, 0);
3688         if (!result)
3689                 goto error;
3690         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3691                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3692                         struct isl_basic_map *part;
3693                         part = isl_basic_map_sum(
3694                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3695                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3696                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3697                                 isl_basic_map_free(part);
3698                         else
3699                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3700                         if (!result)
3701                                 goto error;
3702                 }
3703         isl_map_free(map1);
3704         isl_map_free(map2);
3705         return result;
3706 error:
3707         isl_map_free(map1);
3708         isl_map_free(map2);
3709         return NULL;
3710 }
3711
3712 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3713         __isl_take isl_set *set2)
3714 {
3715         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3716 }
3717
3718 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3719  */
3720 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3721 {
3722         int i, j;
3723         unsigned off, n;
3724
3725         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3726         if (!bmap)
3727                 return NULL;
3728
3729         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3730         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3731         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3732                 for (j = 0; j < n; ++j)
3733                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3734         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3735                 for (j = 0; j < n; ++j)
3736                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3737         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3738                 for (j = 0; j < n; ++j)
3739                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3740         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3741         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3742 }
3743
3744 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3745 {
3746         return isl_basic_map_neg(bset);
3747 }
3748
3749 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3750  */
3751 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3752 {
3753         int i;
3754
3755         map = isl_map_cow(map);
3756         if (!map)
3757                 return NULL;
3758
3759         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3760                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3761                 if (!map->p[i])
3762                         goto error;
3763         }
3764
3765         return map;
3766 error:
3767         isl_map_free(map);
3768         return NULL;
3769 }
3770
3771 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3772 {
3773         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3774 }
3775
3776 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3777  * A -> floor(f(A)/d).
3778  */
3779 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3780                 isl_int d)
3781 {
3782         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3783         struct isl_basic_map *result = NULL;
3784         struct isl_dim_map *dim_map;
3785         int i;
3786
3787         if (!bmap)
3788                 return NULL;
3789
3790         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3791         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3792         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3793
3794         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3795         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3796         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3797         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3798         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3799         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3800
3801         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3802                         bmap->n_div + n_out,
3803                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3804         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3805         result = add_divs(result, n_out);
3806         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3807                 int j;
3808                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3809                 if (j < 0)
3810                         goto error;
3811                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3812                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3813                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3814                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3815                 if (j < 0)
3816                         goto error;
3817                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3818                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3819                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3820                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3821         }
3822
3823         result = isl_basic_map_simplify(result);
3824         return isl_basic_map_finalize(result);
3825 error:
3826         isl_basic_map_free(result);
3827         return NULL;
3828 }
3829
3830 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3831  * A -> floor(f(A)/d).
3832  */
3833 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3834 {
3835         int i;
3836
3837         map = isl_map_cow(map);
3838         if (!map)
3839                 return NULL;
3840
3841         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3842         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3843         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3844                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3845                 if (!map->p[i])
3846                         goto error;
3847         }
3848
3849         return map;
3850 error:
3851         isl_map_free(map);
3852         return NULL;
3853 }
3854
3855 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3856  * A -> floor(f(A)/d).
3857  */
3858 __isl_give isl_map *isl_map_floordiv_val(__isl_take isl_map *map,
3859         __isl_take isl_val *d)
3860 {
3861         if (!map || !d)
3862                 goto error;
3863         if (!isl_val_is_int(d))
3864                 isl_die(isl_val_get_ctx(d), isl_error_invalid,
3865                         "expecting integer denominator", goto error);
3866         map = isl_map_floordiv(map, d->n);
3867         isl_val_free(d);
3868         return map;
3869 error:
3870         isl_map_free(map);
3871         isl_val_free(d);
3872         return NULL;
3873 }
3874
3875 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3876 {
3877         int i;
3878         unsigned nparam;
3879         unsigned n_in;
3880
3881         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3882         if (i < 0)
3883                 goto error;
3884         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3885         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3886         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3887         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3888         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3889         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3890 error:
3891         isl_basic_map_free(bmap);
3892         return NULL;
3893 }
3894
3895 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3896  */
3897 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3898 {
3899         int i;
3900         unsigned nparam;
3901         unsigned n_in;
3902
3903         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3904         if (i < 0)
3905                 goto error;
3906         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3907         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3908         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3909         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3910         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3911         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3912         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3913 error:
3914         isl_basic_map_free(bmap);
3915         return NULL;
3916 }
3917
3918 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3919  */
3920 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3921         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3922 {
3923         int i;
3924         unsigned nparam;
3925         unsigned n_in;
3926
3927         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3928         if (i < 0)
3929                 goto error;
3930         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3931         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3932         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3933         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3934         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3935         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3936 error:
3937         isl_basic_map_free(bmap);
3938         return NULL;
3939 }
3940
3941 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3942  */
3943 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3944 {
3945         int i;
3946         unsigned nparam;
3947         unsigned n_in;
3948
3949         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3950         if (i < 0)
3951                 goto error;
3952         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3953         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3954         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3955         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3956         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3957         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3958         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3959 error:
3960         isl_basic_map_free(bmap);
3961         return NULL;
3962 }
3963
3964 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3965  */
3966 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3967         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3968 {
3969         int i;
3970         unsigned nparam;
3971         unsigned n_in;
3972
3973         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3974         if (i < 0)
3975                 goto error;
3976         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3977         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3978         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3979         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3980         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3981         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3982 error:
3983         isl_basic_map_free(bmap);
3984         return NULL;
3985 }
3986
3987 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3988         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3989 {
3990         int i;
3991         struct isl_basic_map *bmap;
3992         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3993         if (!bmap)
3994                 return NULL;
3995         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3996                 bmap = var_equal(bmap, i);
3997         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3998 }
3999
4000 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
4001  */
4002 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
4003         unsigned pos)
4004 {
4005         int i;
4006         struct isl_basic_map *bmap;
4007         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4008         if (!bmap)
4009                 return NULL;
4010         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
4011                 bmap = var_equal(bmap, i);
4012         if (bmap)
4013                 bmap = var_less(bmap, pos);
4014         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4015 }
4016
4017 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
4018  */
4019 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
4020         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4021 {
4022         int i;
4023         isl_basic_map *bmap;
4024
4025         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4026         for (i = 0; i < pos; ++i)
4027                 bmap = var_equal(bmap, i);
4028         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
4029         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4030 }
4031
4032 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
4033  */
4034 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
4035         unsigned pos)
4036 {
4037         int i;
4038         struct isl_basic_map *bmap;
4039         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4040         if (!bmap)
4041                 return NULL;
4042         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
4043                 bmap = var_equal(bmap, i);
4044         if (bmap)
4045                 bmap = var_more(bmap, pos);
4046         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4047 }
4048
4049 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
4050  */
4051 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
4052         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4053 {
4054         int i;
4055         isl_basic_map *bmap;
4056
4057         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4058         for (i = 0; i < pos; ++i)
4059                 bmap = var_equal(bmap, i);
4060         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4061         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4062 }
4063
4064 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4065         unsigned n, int equal)
4066 {
4067         struct isl_map *map;
4068         int i;
4069
4070         if (n == 0 && equal)
4071                 return isl_map_universe(dims);
4072
4073         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4074
4075         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4076                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4077                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4078         if (n > 0) {
4079                 if (equal)
4080                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4081                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4082                 else
4083                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4084                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4085         } else
4086                 isl_space_free(dims);
4087
4088         return map;
4089 }
4090
4091 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4092 {
4093         if (!dims)
4094                 return NULL;
4095         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4096 }
4097
4098 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4099 {
4100         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4101 }
4102
4103 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4104 {
4105         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4106 }
4107
4108 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4109 {
4110         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4111 }
4112
4113 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4114 {
4115         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4116 }
4117
4118 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4119         unsigned n, int equal)
4120 {
4121         struct isl_map *map;
4122         int i;
4123
4124         if (n == 0 && equal)
4125                 return isl_map_universe(dims);
4126
4127         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4128
4129         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4130                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4131                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4132         if (n > 0) {
4133                 if (equal)
4134                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4135                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4136                 else
4137                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4138                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4139         } else
4140                 isl_space_free(dims);
4141
4142         return map;
4143 }
4144
4145 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4146 {
4147         if (!dims)
4148                 return NULL;
4149         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4150 }
4151
4152 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4153 {
4154         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4155 }
4156
4157 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4158 {
4159         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4160 }
4161
4162 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4163 {
4164         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4165 }
4166
4167 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4168 {
4169         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4170 }
4171
4172 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4173         __isl_take isl_set *set2)
4174 {
4175         isl_map *map;
4176         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4177         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4178         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4179         return map;
4180 }
4181
4182 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4183         __isl_take isl_set *set2)
4184 {
4185         isl_map *map;
4186         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4187         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4188         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4189         return map;
4190 }
4191
4192 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4193         __isl_take isl_set *set2)
4194 {
4195         isl_map *map;
4196         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4197         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4198         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4199         return map;
4200 }
4201
4202 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4203         __isl_take isl_set *set2)
4204 {
4205         isl_map *map;
4206         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4207         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4208         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4209         return map;
4210 }
4211
4212 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4213         __isl_take isl_map *map2)
4214 {
4215         isl_map *map;
4216         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4217         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4218         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4219         return map;
4220 }
4221
4222 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4223         __isl_take isl_map *map2)
4224 {
4225         isl_map *map;
4226         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4227         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4228         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4229         return map;
4230 }
4231
4232 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4233         __isl_take isl_map *map2)
4234 {
4235         isl_map *map;
4236         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4237         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4238         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4239         return map;
4240 }
4241
4242 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4243         __isl_take isl_map *map2)
4244 {
4245         isl_map *map;
4246         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4247         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4248         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4249         return map;
4250 }
4251
4252 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4253         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4254 {
4255         struct isl_basic_map *bmap;
4256
4257         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4258         if (!bset || !dim)
4259                 goto error;
4260
4261         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4262         isl_space_free(bset->dim);
4263         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4264         bmap->dim = dim;
4265         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4266 error:
4267         isl_basic_set_free(bset);
4268         isl_space_free(dim);
4269         return NULL;
4270 }
4271
4272 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4273 {
4274         if (!bmap)
4275                 goto error;
4276         if (bmap->dim->n_in == 0)
4277                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4278         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4279         if (!bmap)
4280                 goto error;
4281         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4282         if (!bmap->dim)
4283                 goto error;
4284         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4285         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4286 error:
4287         isl_basic_map_free(bmap);
4288         return NULL;
4289 }
4290
4291 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4292  *
4293  *              f - m d >= 0
4294  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4295  *
4296  * Note that the second constraint is the negation of
4297  *
4298  *              f - m d >= n
4299  */
4300 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4301         unsigned pos, isl_int *div)
4302 {
4303         int i, j;
4304         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4305
4306         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4307         if (i < 0)
4308                 return -1;
4309         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4310         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4311
4312         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4313         if (j < 0)
4314                 return -1;
4315         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4316         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4317         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4318         return j;
4319 }
4320
4321 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4322         unsigned pos, isl_int *div)
4323 {
4324         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4325                                                         pos, div);
4326 }
4327
4328 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4329 {
4330         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4331         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4332
4333         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4334                                                         bmap->div[div]);
4335 }
4336
4337 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4338 {
4339         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4340 }
4341
4342 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4343                 struct isl_basic_map *bmap)
4344 {
4345         if (!bmap)
4346                 goto error;
4347         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4348             bmap->n_div == 0 &&
4349             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4350             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4351                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4352         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4353         if (!bmap)
4354                 goto error;
4355         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4356         if (!bmap->dim)
4357                 goto error;
4358         bmap->extra -= bmap->n_div;
4359         bmap->n_div = 0;
4360         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4361         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4362 error:
4363         isl_basic_map_free(bmap);
4364         return NULL;
4365 }
4366
4367 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4368                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4369 {
4370         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4371 }
4372
4373 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4374         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4375 {
4376         struct isl_basic_map *bmap;
4377         struct isl_ctx *ctx;
4378         unsigned total;
4379         int i;
4380
4381         if (!bset || !like)
4382                 goto error;
4383         ctx = bset->ctx;
4384         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4385         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4386         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4387                         goto error);
4388         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4389                 isl_basic_map_free(like);
4390                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4391         }
4392         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4393         if (!bset)
4394                 goto error;
4395         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4396         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4397         isl_space_free(bmap->dim);
4398         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4399         if (!bmap->dim)
4400                 goto error;
4401         bmap->n_div = like->n_div;
4402         bmap->extra += like->n_div;
4403         if (bmap->extra) {
4404                 unsigned ltotal;
4405                 isl_int **div;
4406                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4407                 if (ltotal > total)
4408                         ltotal = total;
4409                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4410                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4411                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4412                         goto error;
4413                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4414                 if (!div)
4415                         goto error;
4416                 bmap->div = div;
4417                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4418                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4419                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4420                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4421                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4422                 }
4423                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4424                                                         0, 2 * like->n_div);
4425                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4426                         if (!bmap)
4427                                 break;
4428                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4429                                 continue;
4430                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4431                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4432                 }
4433         }
4434         isl_basic_map_free(like);
4435         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4436         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4437         return bmap;
4438 error:
4439         isl_basic_map_free(like);
4440         isl_basic_set_free(bset);
4441         return NULL;
4442 }
4443
4444 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4445         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4446 {
4447         return (struct isl_basic_set *)
4448                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4449 }
4450
4451 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4452         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4453 {
4454         int i;
4455
4456         if (!set || !like)
4457                 goto error;
4458         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4459                     goto error);
4460         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4461                 isl_basic_set_free(like);
4462                 return set;
4463         }
4464         set = isl_set_cow(set);
4465         if (!set)
4466                 goto error;
4467         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4468                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4469                                                       isl_basic_set_copy(like));
4470                 if (!set->p[i])
4471                         goto error;
4472         }
4473         isl_space_free(set->dim);
4474         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4475         if (!set->dim)
4476                 goto error;
4477         isl_basic_set_free(like);
4478         return set;
4479 error:
4480         isl_basic_set_free(like);
4481         isl_set_free(set);
4482         return NULL;
4483 }
4484
4485 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4486 {
4487         int i;
4488
4489         map = isl_map_cow(map);
4490         if (!map)
4491                 return NULL;
4492         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4493         if (!map->dim)
4494                 goto error;
4495
4496         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4497                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4498                                 goto error);
4499         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4500                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4501                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4502                 if (!map->p[i])
4503                         goto error;
4504         }
4505         if (map->n == 0)
4506                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4507         else {
4508                 isl_space_free(map->dim);
4509                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4510         }
4511         if (!map->dim)
4512                 goto error;
4513         return (struct isl_set *)map;
4514 error:
4515         isl_map_free(map);
4516         return NULL;
4517 }
4518
4519 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4520 {
4521         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4522 }
4523
4524 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4525         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4526 {
4527         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4528         if (!bmap || !dim)
4529                 goto error;
4530
4531         isl_space_free(bmap->dim);
4532         bmap->dim = dim;
4533
4534         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4535
4536         return bmap;
4537 error:
4538         isl_basic_map_free(bmap);
4539         isl_space_free(dim);
4540         return NULL;
4541 }
4542
4543 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4544         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4545 {
4546         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4547                                                         dim);
4548 }
4549
4550 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4551         __isl_take isl_space *dim)
4552 {
4553         int i;
4554
4555         map = isl_map_cow(map);
4556         if (!map || !dim)
4557                 goto error;
4558
4559         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4560                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4561                                                     isl_space_copy(dim));
4562                 if (!map->p[i])
4563                         goto error;
4564         }
4565         isl_space_free(map->dim);
4566         map->dim = dim;
4567
4568         return map;
4569 error:
4570         isl_map_free(map);
4571         isl_space_free(dim);
4572         return NULL;
4573 }
4574
4575 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4576         __isl_take isl_space *dim)
4577 {
4578         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4579 }
4580
4581 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4582  */
4583 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4584 {
4585         isl_space *space;
4586         unsigned n;
4587
4588         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4589                 return bset;
4590
4591         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4592         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4593         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4594         space = isl_space_params(space);
4595         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4596         return bset;
4597 }
4598
4599 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4600  */
4601 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4602         __isl_take isl_basic_set *bset)
4603 {
4604         isl_space *space;
4605         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4606         space = isl_space_set_from_params(space);
4607         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4608         return bset;
4609 }
4610
4611 /* Compute the parameter domain of the given set.
4612  */
4613 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4614 {
4615         isl_space *space;
4616         unsigned n;
4617
4618         if (isl_set_is_params(set))
4619                 return set;
4620
4621         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4622         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4623         space = isl_set_get_space(set);
4624         space = isl_space_params(space);
4625         set = isl_set_reset_space(set, space);
4626         return set;
4627 }
4628
4629 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4630  */
4631 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4632 {
4633         isl_space *space;
4634         space = isl_set_get_space(set);
4635         space = isl_space_set_from_params(space);
4636         set = isl_set_reset_space(set, space);
4637         return set;
4638 }
4639
4640 /* Compute the parameter domain of the given map.
4641  */
4642 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4643 {
4644         isl_space *space;
4645         unsigned n;
4646
4647         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4648         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4649         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4650         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4651         space = isl_map_get_space(map);
4652         space = isl_space_params(space);
4653         map = isl_map_reset_space(map, space);
4654         return map;
4655 }
4656
4657 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4658 {
4659         isl_space *dim;
4660         struct isl_basic_set *domain;
4661         unsigned n_in;
4662         unsigned n_out;
4663
4664         if (!bmap)
4665                 return NULL;
4666         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4667
4668         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4669         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4670         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4671         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4672
4673         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4674
4675         return domain;
4676 }
4677
4678 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4679 {
4680         if (!bmap)
4681                 return -1;
4682         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4683 }
4684
4685 /* Is this basic map actually a set?
4686  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4687  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4688  */
4689 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4690 {
4691         if (!bmap)
4692                 return -1;
4693         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4694 }
4695
4696 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4697 {
4698         if (!bmap)
4699                 return NULL;
4700         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4701                 return bmap;
4702         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4703 }
4704
4705 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4706         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4707 {
4708         int i, k;
4709         isl_space *dim;
4710         isl_basic_map *domain;
4711         int nparam, n_in, n_out;
4712         unsigned total;
4713
4714         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4715         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4716         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4717
4718         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4719         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4720
4721         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4722         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4723         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4724
4725         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4726
4727         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4728                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4729                 if (k < 0)
4730                         goto error;
4731                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4732                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4733                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4734         }
4735
4736         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4737         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4738 error:
4739         isl_basic_map_free(bmap);
4740         return NULL;
4741 }
4742
4743 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4744         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4745 {
4746         int i, k;
4747         isl_space *dim;
4748         isl_basic_map *range;
4749         int nparam, n_in, n_out;
4750         unsigned total;
4751
4752         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4753         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4754         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4755
4756         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4757         range = isl_basic_map_universe(dim);
4758
4759         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4760         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4761         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4762
4763         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4764
4765         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4766                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4767                 if (k < 0)
4768                         goto error;
4769                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4770                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4771                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4772         }
4773
4774         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4775         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4776 error:
4777         isl_basic_map_free(bmap);
4778         return NULL;
4779 }
4780
4781 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4782 {
4783         if (!map)
4784                 return -1;
4785         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4786 }
4787
4788 /* Is this map actually a set?
4789  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4790  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4791  */
4792 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4793 {
4794         if (!map)
4795                 return -1;
4796         return isl_space_is_set(map->dim);
4797 }
4798
4799 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4800 {
4801         int i;
4802         struct isl_set *set;
4803
4804         if (!map)
4805                 goto error;
4806         if (isl_map_is_set(map))
4807                 return (isl_set *)map;
4808
4809         map = isl_map_cow(map);
4810         if (!map)
4811                 goto error;
4812
4813         set = (struct isl_set *) map;
4814         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4815         if (!set->dim)
4816                 goto error;
4817         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4818                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4819                 if (!set->p[i])
4820                         goto error;
4821         }
4822         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4823         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4824         return set;
4825 error:
4826         isl_map_free(map);
4827         return NULL;
4828 }
4829
4830 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4831 {
4832         int i;
4833         isl_space *domain_dim;
4834
4835         map = isl_map_cow(map);
4836         if (!map)
4837                 return NULL;
4838
4839         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4840         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4841         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4842         if (!map->dim)
4843                 goto error;
4844         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4845                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_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_range_map(__isl_take isl_map *map)
4858 {
4859         int i;
4860         isl_space *range_dim;
4861
4862         map = isl_map_cow(map);
4863         if (!map)
4864                 return NULL;
4865
4866         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4867         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4868         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4869         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4870         if (!map->dim)
4871                 goto error;
4872         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4873                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4874                 if (!map->p[i])
4875                         goto error;
4876         }
4877         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4878         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4879         return map;
4880 error:
4881         isl_map_free(map);
4882         return NULL;
4883 }
4884
4885 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4886         __isl_take isl_space *dim)
4887 {
4888         int i;
4889         struct isl_map *map = NULL;
4890
4891         set = isl_set_cow(set);
4892         if (!set || !dim)
4893                 goto error;
4894         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4895         map = (struct isl_map *)set;
4896         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4897                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4898                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4899                 if (!map->p[i])
4900                         goto error;
4901         }
4902         isl_space_free(map->dim);
4903         map->dim = dim;
4904         return map;
4905 error:
4906         isl_space_free(dim);
4907         isl_set_free(set);
4908         return NULL;
4909 }
4910
4911 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4912         __isl_take isl_basic_set *bset)
4913 {
4914         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4915 }
4916
4917 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4918         __isl_take isl_basic_set *bset)
4919 {
4920         isl_space *space;
4921         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4922         space = isl_space_from_range(space);
4923         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4924         return (isl_basic_map *)bset;
4925 }
4926
4927 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4928 {
4929         isl_space *space;
4930         space = isl_set_get_space(set);
4931         space = isl_space_from_range(space);
4932         set = isl_set_reset_space(set, space);
4933         return (struct isl_map *)set;
4934 }
4935
4936 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4937 {
4938         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4939 }
4940
4941 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4942         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4943 {
4944         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4945 }
4946
4947 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4948         __isl_take isl_set *range)
4949 {
4950         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4951 }
4952
4953 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4954 {
4955         int i;
4956         struct isl_set *set = NULL;
4957
4958         if (!map)
4959                 return NULL;
4960         map = isl_map_cow(map);
4961         if (!map)
4962                 return NULL;
4963         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4964         if (!map->dim)
4965                 goto error;
4966         set = (struct isl_set *)map;
4967         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4968                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4969                 if (!set->p[i])
4970                         goto error;
4971         }
4972         return set;
4973 error:
4974         isl_map_free(map);
4975         return NULL;
4976 }
4977
4978 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4979         unsigned flags)
4980 {
4981         struct isl_map *map;
4982
4983         if (!dim)
4984                 return NULL;
4985         if (n < 0)
4986                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4987                         "negative number of basic maps", goto error);
4988         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4989                         sizeof(struct isl_map) +
4990                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4991         if (!map)
4992                 goto error;
4993
4994         map->ctx = dim->ctx;
4995         isl_ctx_ref(map->ctx);
4996         map->ref = 1;
4997         map->size = n;
4998         map->n = 0;
4999         map->dim = dim;
5000         map->flags = flags;
5001         return map;
5002 error:
5003         isl_space_free(dim);
5004         return NULL;
5005 }
5006
5007 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
5008                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
5009                 unsigned flags)
5010 {
5011         struct isl_map *map;
5012         isl_space *dims;
5013
5014         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
5015         if (!dims)
5016                 return NULL;
5017
5018         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
5019         return map;
5020 }
5021
5022 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5023 {
5024         struct isl_basic_map *bmap;
5025         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5026         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5027         return bmap;
5028 }
5029
5030 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5031 {
5032         struct isl_basic_set *bset;
5033         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5034         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5035         return bset;
5036 }
5037
5038 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
5039 {
5040         struct isl_basic_map *bmap;
5041         if (!model)
5042                 return NULL;
5043         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5044         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5045         return bmap;
5046 }
5047
5048 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
5049 {
5050         struct isl_basic_map *bmap;
5051         if (!model)
5052                 return NULL;
5053         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5054         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5055         return bmap;
5056 }
5057
5058 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5059 {
5060         struct isl_basic_set *bset;
5061         if (!model)
5062                 return NULL;
5063         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5064         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5065         return bset;
5066 }
5067
5068 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5069 {
5070         struct isl_basic_map *bmap;
5071         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5072         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5073         return bmap;
5074 }
5075
5076 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5077 {
5078         struct isl_basic_set *bset;
5079         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5080         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5081         return bset;
5082 }
5083
5084 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5085 {
5086         int i;
5087         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5088         isl_basic_map *bmap;
5089
5090         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5091         for (i = 0; i < total; ++i) {
5092                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5093                 if (k < 0)
5094                         goto error;
5095                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5096                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5097         }
5098         return bmap;
5099 error:
5100         isl_basic_map_free(bmap);
5101         return NULL;
5102 }
5103
5104 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5105 {
5106         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5107 }
5108
5109 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5110 {
5111         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5112 }
5113
5114 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5115 {
5116         return isl_map_nat_universe(dim);
5117 }
5118
5119 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5120                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5121 {
5122         if (!model)
5123                 return NULL;
5124         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5125 }
5126
5127 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5128 {
5129         if (!model)
5130                 return NULL;
5131         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5132 }
5133
5134 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5135         __isl_keep isl_set *model)
5136 {
5137         if (!model)
5138                 return NULL;
5139         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5140 }
5141
5142 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5143 {
5144         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5145 }
5146
5147 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5148 {
5149         if (!model)
5150                 return NULL;
5151         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5152 }
5153
5154 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5155 {
5156         if (!model)
5157                 return NULL;
5158         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5159 }
5160
5161 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5162 {
5163         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5164 }
5165
5166 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5167 {
5168         if (!model)
5169                 return NULL;
5170         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5171 }
5172
5173 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5174 {
5175         struct isl_map *map;
5176         if (!dim)
5177                 return NULL;
5178         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5179         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5180         return map;
5181 }
5182
5183 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5184 {
5185         struct isl_set *set;
5186         if (!dim)
5187                 return NULL;
5188         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5189         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5190         return set;
5191 }
5192
5193 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5194 {
5195         if (!model)
5196                 return NULL;
5197         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5198 }
5199
5200 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5201 {
5202         int i;
5203         struct isl_map *dup;
5204
5205         if (!map)
5206                 return NULL;
5207         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5208         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5209                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5210         return dup;
5211 }
5212
5213 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5214                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5215 {
5216         if (!bmap || !map)
5217                 goto error;
5218         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5219                 isl_basic_map_free(bmap);
5220                 return map;
5221         }
5222         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5223         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5224         map->p[map->n] = bmap;
5225         map->n++;
5226         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5227         return map;
5228 error:
5229         if (map)
5230                 isl_map_free(map);
5231         if (bmap)
5232                 isl_basic_map_free(bmap);
5233         return NULL;
5234 }
5235
5236 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5237 {
5238         int i;
5239
5240         if (!map)
5241                 return NULL;
5242
5243         if (--map->ref > 0)
5244                 return NULL;
5245
5246         isl_ctx_deref(map->ctx);
5247         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5248                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5249         isl_space_free(map->dim);
5250         free(map);
5251
5252         return NULL;
5253 }
5254
5255 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5256                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5257 {
5258         int i;
5259
5260         base = isl_map_cow(base);
5261         if (!base)
5262                 return NULL;
5263
5264         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5265         if (!base->dim)
5266                 goto error;
5267         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5268                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5269                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5270                 if (!base->p[i])
5271                         goto error;
5272         }
5273         return base;
5274 error:
5275         isl_map_free(base);
5276         return NULL;
5277 }
5278
5279 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5280                 unsigned nparam, unsigned dim)
5281 {
5282         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5283                                                         nparam, 0, dim);
5284 }
5285
5286 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5287         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5288 {
5289         int j;
5290
5291         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5292         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5293         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5294         if (j < 0)
5295                 goto error;
5296         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5297         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5298         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5299         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5300         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5301 error:
5302         isl_basic_map_free(bmap);
5303         return NULL;
5304 }
5305
5306 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5307         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5308 {
5309         int j;
5310
5311         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5312         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5313         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5314         if (j < 0)
5315                 goto error;
5316         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5317         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5318         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5319         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5320         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5321 error:
5322         isl_basic_map_free(bmap);
5323         return NULL;
5324 }
5325
5326 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5327                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5328 {
5329         if (!bmap)
5330                 return NULL;
5331         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5332         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5333                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5334 error:
5335         isl_basic_map_free(bmap);
5336         return NULL;
5337 }
5338
5339 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5340                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5341 {
5342         if (!bmap)
5343                 return NULL;
5344         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5345         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5346                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5347 error:
5348         isl_basic_map_free(bmap);
5349         return NULL;
5350 }
5351
5352 /* Fix the value of the variable at position "pos" of type "type" of "bmap"
5353  * to be equal to "v".
5354  */
5355 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_val(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5356         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *v)
5357 {
5358         if (!bmap || !v)
5359                 goto error;
5360         if (!isl_val_is_int(v))
5361                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
5362                         "expecting integer value", goto error);
5363         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5364                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
5365                         "index out of bounds", goto error);
5366         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5367         bmap = isl_basic_map_fix_pos(bmap, pos, v->n);
5368         isl_val_free(v);
5369         return bmap;
5370 error:
5371         isl_basic_map_free(bmap);
5372         isl_val_free(v);
5373         return NULL;
5374 }
5375
5376 /* Fix the value of the variable at position "pos" of type "type" of "bset"
5377  * to be equal to "v".
5378  */
5379 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix_val(__isl_take isl_basic_set *bset,
5380         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *v)
5381 {
5382         return isl_basic_map_fix_val(bset, type, pos, v);
5383 }
5384
5385 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5386                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5387 {
5388         return (struct isl_basic_set *)
5389                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5390                                         type, pos, value);
5391 }
5392
5393 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5394                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5395 {
5396         return (struct isl_basic_set *)
5397                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5398                                         type, pos, value);
5399 }
5400
5401 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5402                 unsigned input, int value)
5403 {
5404         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5405 }
5406
5407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5408                 unsigned dim, int value)
5409 {
5410         return (struct isl_basic_set *)
5411                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5412                                         isl_dim_set, dim, value);
5413 }
5414
5415 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5416 {
5417         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5418
5419         if (empty < 0)
5420                 return -1;
5421         if (!empty)
5422                 return 0;
5423
5424         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5425         if (i != map->n - 1) {
5426                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5427                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5428         }
5429         map->n--;
5430
5431         return 0;
5432 }
5433
5434 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5435  * the only reference to "map".
5436  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5437  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5438  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5439  * in case anything goes wrong.
5440  */
5441 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5442         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5443 {
5444         struct isl_basic_map *bmap;
5445         int i;
5446
5447         if (!map)
5448                 return NULL;
5449
5450         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5451                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5452                 bmap = fn(bmap);
5453                 if (!bmap)
5454                         goto error;
5455                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5456                 map->p[i] = bmap;
5457                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5458                         goto error;
5459         }
5460
5461         return map;
5462 error:
5463         isl_map_free(map);
5464         return NULL;
5465 }
5466
5467 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5468                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5469 {
5470         int i;
5471
5472         map = isl_map_cow(map);
5473         if (!map)
5474                 return NULL;
5475
5476         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5477         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5478                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5479                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5480                         goto error;
5481         }
5482         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5483         return map;
5484 error:
5485         isl_map_free(map);
5486         return NULL;
5487 }
5488
5489 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5490                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5491 {
5492         return (struct isl_set *)
5493                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5494 }
5495
5496 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5497                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5498 {
5499         int i;
5500
5501         map = isl_map_cow(map);
5502         if (!map)
5503                 return NULL;
5504
5505         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5506         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5507                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5508                 if (!map->p[i])
5509                         goto error;
5510         }
5511         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5512         return map;
5513 error:
5514         isl_map_free(map);
5515         return NULL;
5516 }
5517
5518 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5519                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5520 {
5521         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5522 }
5523
5524 /* Fix the value of the variable at position "pos" of type "type" of "map"
5525  * to be equal to "v".
5526  */
5527 __isl_give isl_map *isl_map_fix_val(__isl_take isl_map *map,
5528         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *v)
5529 {
5530         int i;
5531
5532         map = isl_map_cow(map);
5533         if (!map || !v)
5534                 goto error;
5535
5536         if (!isl_val_is_int(v))
5537                 isl_die(isl_map_get_ctx(map), isl_error_invalid,
5538                         "expecting integer value", goto error);
5539         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5540                 isl_die(isl_map_get_ctx(map), isl_error_invalid,
5541                         "index out of bounds", goto error);
5542         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5543                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_val(map->p[i], type, pos,
5544                                                         isl_val_copy(v));
5545                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5546                         goto error;
5547         }
5548         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5549         isl_val_free(v);
5550         return map;
5551 error:
5552         isl_map_free(map);
5553         isl_val_free(v);
5554         return NULL;
5555 }
5556
5557 /* Fix the value of the variable at position "pos" of type "type" of "set"
5558  * to be equal to "v".
5559  */
5560 __isl_give isl_set *isl_set_fix_val(__isl_take isl_set *set,
5561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *v)
5562 {
5563         return isl_map_fix_val(set, type, pos, v);
5564 }
5565
5566 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5567                 unsigned input, int value)
5568 {
5569         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5570 }
5571
5572 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5573 {
5574         return (struct isl_set *)
5575                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5576 }
5577
5578 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5579         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5580         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5581 {
5582         int j;
5583
5584         if (!bmap)
5585                 return NULL;
5586         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5587         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5588         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5589         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5590         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5591         if (j < 0)
5592                 goto error;
5593         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5594         if (upper) {
5595                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5596                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5597         } else {
5598                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5599                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5600         }
5601         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5602         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5603 error:
5604         isl_basic_map_free(bmap);
5605         return NULL;
5606 }
5607
5608 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5609         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5610         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5611 {
5612         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5613 }
5614
5615 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5616  */
5617 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5618         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5619         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5620 {
5621         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5622 }
5623
5624 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5625         unsigned dim, isl_int value)
5626 {
5627         int j;
5628
5629         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5630         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5631         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5632         if (j < 0)
5633                 goto error;
5634         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5635         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5636         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5637         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5638         return isl_basic_set_finalize(bset);
5639 error:
5640         isl_basic_set_free(bset);
5641         return NULL;
5642 }
5643
5644 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5645         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5646 {
5647         int i;
5648
5649         map = isl_map_cow(map);
5650         if (!map)
5651                 return NULL;
5652
5653         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5654         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5655                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5656                                                  type, pos, value, upper);
5657                 if (!map->p[i])
5658                         goto error;
5659         }
5660         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5661         return map;
5662 error:
5663         isl_map_free(map);
5664         return NULL;
5665 }
5666
5667 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5668         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5669 {
5670         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5671 }
5672
5673 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5674         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5675 {
5676         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5677 }
5678
5679 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5680                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5681 {
5682         return (struct isl_set *)
5683                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5684 }
5685
5686 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5687         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5688 {
5689         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5690 }
5691
5692 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5693  * is set) to "value".
5694  */
5695 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5696         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5697         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5698 {
5699         int j;
5700
5701         if (!bmap)
5702                 return NULL;
5703         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5704                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5705                         "index out of bounds", goto error);
5706         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5707         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5708         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5709         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5710         if (j < 0)
5711                 goto error;
5712         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5713         if (upper) {
5714                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5715                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5716         } else {
5717                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5718                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5719         }
5720         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5721         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5722 error:
5723         isl_basic_map_free(bmap);
5724         return NULL;
5725 }
5726
5727 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5728  * is set) to "value".
5729  */
5730 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5731         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5732 {
5733         int i;
5734
5735         map = isl_map_cow(map);
5736         if (!map)
5737                 return NULL;
5738
5739         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5740                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5741                         "index out of bounds", goto error);
5742         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5743                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5744                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5745                         goto error;
5746         }
5747         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5748         return map;
5749 error:
5750         isl_map_free(map);
5751         return NULL;
5752 }
5753
5754 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5755         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5756 {
5757         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5758 }
5759
5760 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5761         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5762 {
5763         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5764 }
5765
5766 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5767         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5768 {
5769         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5770 }
5771
5772 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5773         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5774 {
5775         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5776 }
5777
5778 /* Force the values of the variable at position "pos" of type "type" of "set"
5779  * to be no smaller than "value".
5780  */
5781 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_val(__isl_take isl_set *set,
5782         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *value)
5783 {
5784         if (!value)
5785                 goto error;
5786         if (!isl_val_is_int(value))
5787                 isl_die(isl_set_get_ctx(set), isl_error_invalid,
5788                         "expecting integer value", goto error);
5789         set = isl_set_lower_bound(set, type, pos, value->n);
5790         isl_val_free(value);
5791         return set;
5792 error:
5793         isl_val_free(value);
5794         isl_set_free(set);
5795         return NULL;
5796 }
5797
5798 /* Force the values of the variable at position "pos" of type "type" of "set"
5799  * to be no greater than "value".
5800  */
5801 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_val(__isl_take isl_set *set,
5802         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *value)
5803 {
5804         if (!value)
5805                 goto error;
5806         if (!isl_val_is_int(value))
5807                 isl_die(isl_set_get_ctx(set), isl_error_invalid,
5808                         "expecting integer value", goto error);
5809         set = isl_set_upper_bound(set, type, pos, value->n);
5810         isl_val_free(value);
5811         return set;
5812 error:
5813         isl_val_free(value);
5814         isl_set_free(set);
5815         return NULL;
5816 }
5817
5818 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5819                                         isl_int value)
5820 {
5821         int i;
5822
5823         set = isl_set_cow(set);
5824         if (!set)
5825                 return NULL;
5826
5827         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5828         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5829                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5830                 if (!set->p[i])
5831                         goto error;
5832         }
5833         return set;
5834 error:
5835         isl_set_free(set);
5836         return NULL;
5837 }
5838
5839 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5840 {
5841         int i;
5842
5843         map = isl_map_cow(map);
5844         if (!map)
5845                 return NULL;
5846
5847         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5848         if (!map->dim)
5849                 goto error;
5850         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5851                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5852                 if (!map->p[i])
5853                         goto error;
5854         }
5855         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5856         return map;
5857 error:
5858         isl_map_free(map);
5859         return NULL;
5860 }
5861
5862 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5863                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5864                 struct isl_set **empty, int max)
5865 {
5866         if (!bmap)
5867                 goto error;
5868         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5869                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5870         else
5871                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5872 error:
5873         isl_basic_map_free(bmap);
5874         isl_basic_set_free(dom);
5875         if (empty)
5876                 *empty = NULL;
5877         return NULL;
5878 }
5879
5880 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5881                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5882                 struct isl_set **empty)
5883 {
5884         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5885 }
5886
5887 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5888                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5889                 struct isl_set **empty)
5890 {
5891         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5892 }
5893
5894 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5895                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5896                 struct isl_set **empty)
5897 {
5898         return (struct isl_set *)
5899                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5900                         dom, empty);
5901 }
5902
5903 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5904                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5905                 struct isl_set **empty)
5906 {
5907         return (struct isl_set *)
5908                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5909                         dom, empty);
5910 }
5911
5912 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5913         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5914         __isl_give isl_set **empty)
5915 {
5916         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5917 }
5918
5919 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5920         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5921         __isl_give isl_set **empty)
5922 {
5923         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5924 }
5925
5926 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5927         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5928         __isl_give isl_set **empty)
5929 {
5930         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5931 }
5932
5933 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5934         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5935         __isl_give isl_set **empty)
5936 {
5937         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5938 }
5939
5940 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5941         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5942 {
5943         isl_basic_set *dom = NULL;
5944         isl_space *dom_space;
5945
5946         if (!bmap)
5947                 goto error;
5948         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5949         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5950         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5951 error:
5952         isl_basic_map_free(bmap);
5953         return NULL;
5954 }
5955
5956 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5957         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5958 {
5959         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5960 }
5961
5962 #undef TYPE
5963 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5964 #undef SUFFIX
5965 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5966 #undef EMPTY
5967 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5968 #undef ADD
5969 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5970 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5971
5972 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5973  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5974  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5975  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5976  *
5977  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5978  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5979  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5980  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5981  * update both "res" and "todo".
5982  */
5983 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5984         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5985         __isl_give isl_set **empty, int max)
5986 {
5987         int i;
5988         isl_pw_multi_aff *res;
5989         isl_set *todo;
5990
5991         if (!map || !dom)
5992                 goto error;
5993
5994         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5995                 if (empty)
5996                         *empty = dom;
5997                 else
5998                         isl_set_free(dom);
5999                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
6000         }
6001
6002         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
6003                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
6004                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
6005
6006         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6007                 isl_pw_multi_aff *res_i;
6008                 isl_set *todo_i;
6009
6010                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
6011                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6012                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
6013
6014                 if (max)
6015                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
6016                 else
6017                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
6018
6019                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
6020         }
6021
6022         isl_set_free(dom);
6023         isl_map_free(map);
6024
6025         if (empty)
6026                 *empty = todo;
6027         else
6028                 isl_set_free(todo);
6029
6030         return res;
6031 error:
6032         if (empty)
6033                 *empty = NULL;
6034         isl_set_free(dom);
6035         isl_map_free(map);
6036         return NULL;
6037 }
6038
6039 #undef TYPE
6040 #define TYPE    isl_map
6041 #undef SUFFIX
6042 #define SUFFIX
6043 #undef EMPTY
6044 #define EMPTY   isl_map_empty
6045 #undef ADD
6046 #define ADD     isl_map_union_disjoint
6047 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
6048
6049 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
6050  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
6051  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
6052  *
6053  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
6054  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
6055  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
6056  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
6057  * update both "res" and "todo".
6058  *
6059  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
6060  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
6061  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
6062  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
6063  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
6064  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
6065  * In particular, the set where there is no solution is the set where
6066  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
6067  * for the ith basic map, i.e.,
6068  *
6069  *      todo^i = todo^k * todo_i
6070  *
6071  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
6072  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
6073  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
6074  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
6075  * the lexicographic order.)
6076  * In practice, we compute
6077  *
6078  *      res^k * (res_i . "<=")
6079  *
6080  * and
6081  *
6082  *      res_i * (res^k . "<")
6083  *
6084  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
6085  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
6086  * that one, i.e.,
6087  *
6088  *      res^k * todo_i
6089  * and
6090  *      res_i * todo^k
6091  *
6092  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
6093  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
6094  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
6095  * We want to avoid such splintering as much as possible.
6096  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
6097  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
6098  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
6099  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
6100  * the previous basic maps.
6101  */
6102 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
6103                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6104                 __isl_give isl_set **empty, int max)
6105 {
6106         int i;
6107         struct isl_map *res;
6108         struct isl_set *todo;
6109
6110         if (!map || !dom)
6111                 goto error;
6112
6113         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
6114                 if (empty)
6115                         *empty = dom;
6116                 else
6117                         isl_set_free(dom);
6118                 return map;
6119         }
6120
6121         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
6122                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
6123
6124         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6125                 isl_map *lt, *le;
6126                 isl_map *res_i;
6127                 isl_set *todo_i;
6128                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
6129
6130                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6131                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
6132
6133                 if (max) {
6134                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
6135                         le = isl_map_lex_le(dim);
6136                 } else {
6137                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
6138                         le = isl_map_lex_ge(dim);
6139                 }
6140                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
6141                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
6142                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
6143                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
6144
6145                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
6146                         res = isl_map_intersect_domain(res,
6147                                                         isl_set_copy(todo_i));
6148                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
6149                                                         isl_set_copy(todo));
6150                 }
6151
6152                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
6153                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
6154                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
6155
6156                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
6157         }
6158
6159         isl_set_free(dom);
6160         isl_map_free(map);
6161
6162         if (empty)
6163                 *empty = todo;
6164         else
6165                 isl_set_free(todo);
6166
6167         return res;
6168 error:
6169         if (empty)
6170                 *empty = NULL;
6171         isl_set_free(dom);
6172         isl_map_free(map);
6173         return NULL;
6174 }
6175
6176 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
6177                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6178                 __isl_give isl_set **empty)
6179 {
6180         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
6181 }
6182
6183 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6184                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6185                 __isl_give isl_set **empty)
6186 {
6187         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6188 }
6189
6190 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6191                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6192                 __isl_give isl_set **empty)
6193 {
6194         return (struct isl_set *)
6195                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6196                         dom, empty);
6197 }
6198
6199 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6200                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6201                 __isl_give isl_set **empty)
6202 {
6203         return (struct isl_set *)
6204                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6205                         dom, empty);
6206 }
6207
6208 /* Compute the lexicographic minimum (or maximum if "max" is set)
6209  * of "bmap" over its domain.
6210  *
6211  * Since we are not interested in the part of the domain space where
6212  * there is no solution, we initialize the domain to those constraints
6213  * of "bmap" that only involve the parameters and the input dimensions.
6214  * This relieves the parametric programming engine from detecting those
6215  * inequalities and transferring them to the context.  More importantly,
6216  * it ensures that those inequalities are transferred first and not
6217  * intermixed with inequalities that actually split the domain.
6218  */
6219 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6220 {
6221         int n_div;
6222         int n_out;
6223         isl_basic_map *copy;
6224         isl_basic_set *dom;
6225
6226         n_div = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_div);
6227         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6228         copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6229         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6230                                                         isl_dim_div, 0, n_div);
6231         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6232                                                         isl_dim_out, 0, n_out);
6233         dom = isl_basic_map_domain(copy);
6234         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6235 }
6236
6237 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6238 {
6239         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6240 }
6241
6242 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6243 {
6244         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6245 }
6246
6247 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6248 {
6249         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6250 }
6251
6252 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6253 {
6254         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6255 }
6256
6257 /* Extract the first and only affine expression from list
6258  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6259  * This domain is known to be disjoint from other domains
6260  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6261  */
6262 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6263         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6264 {
6265         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6266         isl_aff *aff;
6267         isl_pw_aff **pwaff = user;
6268         isl_pw_aff *pwaff_i;
6269
6270         if (!list)
6271                 goto error;
6272         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6273                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6274                         "expecting single element list", goto error);
6275
6276         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6277         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6278
6279         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6280
6281         isl_aff_list_free(list);
6282
6283         return 0;
6284 error:
6285         isl_basic_set_free(dom);
6286         isl_aff_list_free(list);
6287         return -1;
6288 }
6289
6290 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6291  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6292  *
6293  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6294  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6295  */
6296 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6297         int max)
6298 {
6299         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6300         isl_pw_aff *pwaff;
6301         int r;
6302
6303         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6304         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6305         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6306
6307         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6308         if (r < 0)
6309                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6310
6311         return pwaff;
6312 }
6313
6314 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6315  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6316  * but independently of the other output dimensions.
6317  *
6318  * We first project out the other output dimension and then compute
6319  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6320  * using isl_pw_aff_union_max.
6321  */
6322 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6323         int max)
6324 {
6325         int i;
6326         isl_pw_aff *pwaff;
6327         unsigned n_out;
6328
6329         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6330         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6331         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6332         if (!map)
6333                 return NULL;
6334
6335         if (map->n == 0) {
6336                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6337                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6338                 isl_map_free(map);
6339                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6340         }
6341
6342         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6343         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6344                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6345
6346                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6347                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6348         }
6349
6350         isl_map_free(map);
6351
6352         return pwaff;
6353 }
6354
6355 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6356  * parameters and input dimensions, but independently of
6357  * the other output dimensions.
6358  */
6359 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6360 {
6361         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6362 }
6363
6364 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6365  * as a function of the parameters,
6366  * but independently of the other set dimensions.
6367  */
6368 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6369         int max)
6370 {
6371         return map_dim_opt(set, pos, max);
6372 }
6373
6374 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6375  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6376  */
6377 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6378 {
6379         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6380 }
6381
6382 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6383  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6384  */
6385 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6386 {
6387         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6388 }
6389
6390 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6391  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6392  */
6393 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6394         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6395 {
6396         unsigned nparam;
6397
6398         if (!bset || !mat)
6399                 goto error;
6400
6401         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6402         if (!bset->dim)
6403                 goto error;
6404
6405         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6406
6407         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6408
6409         bset->dim->nparam = 0;
6410         bset->dim->n_out = nparam;
6411         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6412         if (bset) {
6413                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6414                 bset->dim->n_out = 0;
6415         }
6416         return bset;
6417 error:
6418         isl_mat_free(mat);
6419         isl_basic_set_free(bset);
6420         return NULL;
6421 }
6422
6423 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6424  * set is assumed to have only parameters and divs.
6425  */
6426 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6427         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6428 {
6429         isl_space *dim = NULL;
6430         unsigned nparam;
6431
6432         if (!set || !mat)
6433                 goto error;
6434
6435         dim = isl_space_copy(set->dim);
6436         dim = isl_space_cow(dim);
6437         if (!dim)
6438                 goto error;
6439
6440         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6441
6442         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6443
6444         dim->nparam = 0;
6445         dim->n_out = nparam;
6446         isl_set_reset_space(set, dim);
6447         set = isl_set_preimage(set, mat);
6448         if (!set)
6449                 goto error2;
6450         dim = isl_space_copy(set->dim);
6451         dim = isl_space_cow(dim);
6452         if (!dim)
6453                 goto error2;
6454         dim->nparam = dim->n_out;
6455         dim->n_out = 0;
6456         isl_set_reset_space(set, dim);
6457         return set;
6458 error:
6459         isl_space_free(dim);
6460         isl_mat_free(mat);
6461 error2:
6462         isl_set_free(set);
6463         return NULL;
6464 }
6465
6466 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6467  * equalities in "eq".
6468  */
6469 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6470         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6471 {
6472         int i, k;
6473         unsigned len;
6474
6475         if (!bset || !eq)
6476                 goto error;
6477
6478         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6479                                         eq->n_row, 0);
6480         if (!bset)
6481                 goto error;
6482
6483         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6484         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6485                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6486                 if (k < 0)
6487                         goto error;
6488                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6489                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6490         }
6491         isl_mat_free(eq);
6492
6493         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6494         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6495
6496         return bset;
6497 error:
6498         isl_mat_free(eq);
6499         isl_basic_set_free(bset);
6500         return NULL;
6501 }
6502
6503 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6504  * equalities in "eq".
6505  */
6506 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6507         struct isl_mat *eq)
6508 {
6509         int i;
6510
6511         if (!set || !eq)
6512                 goto error;
6513
6514         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6515                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6516                                         isl_mat_copy(eq));
6517                 if (!set->p[i])
6518                         goto error;
6519         }
6520         isl_mat_free(eq);
6521         return set;
6522 error:
6523         isl_mat_free(eq);
6524         isl_set_free(set);
6525         return NULL;
6526 }
6527
6528 /* Given a basic set "bset" that only involves parameters and existentially
6529  * quantified variables, return the index of the first equality
6530  * that only involves parameters.  If there is no such equality then
6531  * return bset->n_eq.
6532  *
6533  * This function assumes that isl_basic_set_gauss has been called on "bset".
6534  */
6535 static int first_parameter_equality(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6536 {
6537         int i, j;
6538         unsigned nparam, n_div;
6539
6540         if (!bset)
6541                 return -1;
6542
6543         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6544         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6545
6546         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6547                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6548                         ++i;
6549         }
6550
6551         return i;
6552 }
6553
6554 /* Compute an explicit representation for the existentially quantified
6555  * variables in "bset" by computing the "minimal value" of the set
6556  * variables.  Since there are no set variables, the computation of
6557  * the minimal value essentially computes an explicit representation
6558  * of the non-empty part(s) of "bset".
6559  *
6560  * The input only involves parameters and existentially quantified variables.
6561  * All equalities among parameters have been removed.
6562  *
6563  * Since the existentially quantified variables in the result are in general
6564  * going to be different from those in the input, we first replace
6565  * them by the minimal number of variables based on their equalities.
6566  * This should simplify the parametric integer programming.
6567  */
6568 static __isl_give isl_set *base_compute_divs(__isl_take isl_basic_set *bset)
6569 {
6570         isl_morph *morph1, *morph2;
6571         isl_set *set;
6572         unsigned n;
6573
6574         if (!bset)
6575                 return NULL;
6576         if (bset->n_eq == 0)
6577                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6578
6579         morph1 = isl_basic_set_parameter_compression(bset);
6580         bset = isl_morph_basic_set(isl_morph_copy(morph1), bset);
6581         bset = isl_basic_set_lift(bset);
6582         morph2 = isl_basic_set_variable_compression(bset, isl_dim_set);
6583         bset = isl_morph_basic_set(morph2, bset);
6584         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6585         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
6586
6587         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6588
6589         set = isl_morph_set(isl_morph_inverse(morph1), set);
6590
6591         return set;
6592 }
6593
6594 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6595  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6596  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6597  * The output has the same parameters, but only
6598  * explicit existentially quantified variables.
6599  *
6600  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6601  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6602  * among the parameters by performing a variable compression on
6603  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6604  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6605  *
6606  * The variable compression on the parameters may uncover additional
6607  * equalities that were only implicit before.  We therefore check
6608  * if there are any new parameter equalities in the result and
6609  * if so recurse.  The removal of parameter equalities is required
6610  * for the parameter compression performed by base_compute_divs.
6611  */
6612 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6613 {
6614         int i;
6615         struct isl_mat *eq;
6616         struct isl_mat *T, *T2;
6617         struct isl_set *set;
6618         unsigned nparam;
6619
6620         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6621         if (!bset)
6622                 return NULL;
6623
6624         if (bset->n_eq == 0)
6625                 return base_compute_divs(bset);
6626
6627         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6628         if (!bset)
6629                 return NULL;
6630         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6631                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6632
6633         i = first_parameter_equality(bset);
6634         if (i == bset->n_eq)
6635                 return base_compute_divs(bset);
6636
6637         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6638         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6639                 0, 1 + nparam);
6640         eq = isl_mat_cow(eq);
6641         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6642         if (T && T->n_col == 0) {
6643                 isl_mat_free(T);
6644                 isl_mat_free(T2);
6645                 isl_mat_free(eq);
6646                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6647                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6648         }
6649         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6650
6651         i = first_parameter_equality(bset);
6652         if (!bset)
6653                 set = NULL;
6654         else if (i == bset->n_eq)
6655                 set = base_compute_divs(bset);
6656         else
6657                 set = parameter_compute_divs(bset);
6658         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6659         set = set_append_equalities(set, eq);
6660         return set;
6661 }
6662
6663 /* Insert the divs from "ls" before those of "bmap".
6664  *
6665  * The number of columns is not changed, which means that the last
6666  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the divs from "ls".
6667  * The caller is responsible for removing the same number of dimensions
6668  * from the space of "bmap".
6669  */
6670 static __isl_give isl_basic_map *insert_divs_from_local_space(
6671         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_local_space *ls)
6672 {
6673         int i;
6674         int n_div;
6675         int old_n_div;
6676
6677         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6678         if (n_div == 0)
6679                 return bmap;
6680
6681         old_n_div = bmap->n_div;
6682         bmap = insert_div_rows(bmap, n_div);
6683         if (!bmap)
6684                 return NULL;
6685
6686         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6687                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
6688                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + ls->div->n_col, old_n_div);
6689         }
6690
6691         return bmap;
6692 }
6693
6694 /* Replace the space of "bmap" by the space and divs of "ls".
6695  *
6696  * If "ls" has any divs, then we simplify the result since we may
6697  * have discovered some additional equalities that could simplify
6698  * the div expressions.
6699  */
6700 static __isl_give isl_basic_map *basic_replace_space_by_local_space(
6701         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_local_space *ls)
6702 {
6703         int n_div;
6704
6705         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6706         if (!bmap || !ls)
6707                 goto error;
6708
6709         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6710         bmap = insert_divs_from_local_space(bmap, ls);
6711         if (!bmap)
6712                 goto error;
6713
6714         isl_space_free(bmap->dim);
6715         bmap->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6716         if (!bmap->dim)
6717                 goto error;
6718
6719         isl_local_space_free(ls);
6720         if (n_div > 0)
6721                 bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6722         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
6723         return bmap;
6724 error:
6725         isl_basic_map_free(bmap);
6726         isl_local_space_free(ls);
6727         return NULL;
6728 }
6729
6730 /* Replace the space of "map" by the space and divs of "ls".
6731  */
6732 static __isl_give isl_map *replace_space_by_local_space(__isl_take isl_map *map,
6733         __isl_take isl_local_space *ls)
6734 {
6735         int i;
6736
6737         map = isl_map_cow(map);
6738         if (!map || !ls)
6739                 goto error;
6740
6741         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6742                 map->p[i] = basic_replace_space_by_local_space(map->p[i],
6743                                                     isl_local_space_copy(ls));
6744                 if (!map->p[i])
6745                         goto error;
6746         }
6747         isl_space_free(map->dim);
6748         map->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6749         if (!map->dim)
6750                 goto error;
6751
6752         isl_local_space_free(ls);
6753         return map;
6754 error:
6755         isl_local_space_free(ls);
6756         isl_map_free(map);
6757         return NULL;
6758 }
6759
6760 /* Compute an explicit representation for the existentially
6761  * quantified variables for which do not know any explicit representation yet.
6762  *
6763  * We first sort the existentially quantified variables so that the
6764  * existentially quantified variables for which we already have an explicit
6765  * representation are placed before those for which we do not.
6766  * The input dimensions, the output dimensions and the existentially
6767  * quantified variables for which we already have an explicit
6768  * representation are then turned into parameters.
6769  * compute_divs returns a map with the same parameters and
6770  * no input or output dimensions and the dimension specification
6771  * is reset to that of the input, including the existentially quantified
6772  * variables for which we already had an explicit representation.
6773  */
6774 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6775 {
6776         struct isl_basic_set *bset;
6777         struct isl_set *set;
6778         struct isl_map *map;
6779         isl_space *dim;
6780         isl_local_space *ls;
6781         unsigned         nparam;
6782         unsigned         n_in;
6783         unsigned         n_out;
6784         unsigned n_known;
6785         int i;
6786
6787         bmap = isl_basic_map_sort_divs(bmap);
6788         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6789         if (!bmap)
6790                 return NULL;
6791
6792         for (n_known = 0; n_known < bmap->n_div; ++n_known)
6793                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[n_known][0]))
6794                         break;
6795
6796         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6797         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6798         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6799         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx,
6800                                     nparam + n_in + n_out + n_known, 0);
6801         if (!dim)
6802                 goto error;
6803
6804         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
6805         ls = isl_local_space_drop_dims(ls, isl_dim_div,
6806                                         n_known, bmap->n_div - n_known);
6807         if (n_known > 0) {
6808                 for (i = n_known; i < bmap->n_div; ++i)
6809                         swap_div(bmap, i - n_known, i);
6810                 bmap->n_div -= n_known;
6811                 bmap->extra -= n_known;
6812         }
6813         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, dim);
6814         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6815
6816         set = parameter_compute_divs(bset);
6817         map = (struct isl_map *)set;
6818         map = replace_space_by_local_space(map, ls);
6819
6820         return map;
6821 error:
6822         isl_basic_map_free(bmap);
6823         return NULL;
6824 }
6825
6826 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6827 {
6828         int i;
6829         unsigned off;
6830
6831         if (!bmap)
6832                 return -1;
6833
6834         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6835         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6836                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6837                         return 0;
6838                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6839                                 return -1);
6840         }
6841         return 1;
6842 }
6843
6844 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6845 {
6846         int i;
6847
6848         if (!map)
6849                 return -1;
6850
6851         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6852                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6853                 if (known <= 0)
6854                         return known;
6855         }
6856
6857         return 1;
6858 }
6859
6860 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6861  * expressions for them.  However, this computation may be
6862  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6863  * strictly needed.
6864  */
6865 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6866 {
6867         int known;
6868         struct isl_map *map;
6869
6870         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6871         if (known < 0)
6872                 goto error;
6873         if (known)
6874                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6875
6876         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6877
6878         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6879         if (known < 0)
6880                 goto error;
6881         if (known)
6882                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6883
6884         map = compute_divs(bmap);
6885         return map;
6886 error:
6887         isl_basic_map_free(bmap);
6888         return NULL;
6889 }
6890
6891 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6892 {
6893         int i;
6894         int known;
6895         struct isl_map *res;
6896
6897         if (!map)
6898                 return NULL;
6899         if (map->n == 0)
6900                 return map;
6901
6902         known = map_divs_known(map);
6903         if (known < 0) {
6904                 isl_map_free(map);
6905                 return NULL;
6906         }
6907         if (known)
6908                 return map;
6909
6910         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6911         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6912                 struct isl_map *r2;
6913                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6914                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6915                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6916                 else
6917                         res = isl_map_union(res, r2);
6918         }
6919         isl_map_free(map);
6920
6921         return res;
6922 }
6923
6924 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6925 {
6926         return (struct isl_set *)
6927                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6928 }
6929
6930 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6931 {
6932         return (struct isl_set *)
6933                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6934 }
6935
6936 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6937 {
6938         int i;
6939         struct isl_set *set;
6940
6941         if (!map)
6942                 goto error;
6943
6944         map = isl_map_cow(map);
6945         if (!map)
6946                 return NULL;
6947
6948         set = (struct isl_set *)map;
6949         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6950         if (!set->dim)
6951                 goto error;
6952         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6953                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6954                 if (!set->p[i])
6955                         goto error;
6956         }
6957         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6958         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6959         return set;
6960 error:
6961         isl_map_free(map);
6962         return NULL;
6963 }
6964
6965 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6966  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6967  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6968  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6969  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6970  * may not be disjoint.
6971  *
6972  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6973  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6974  */
6975 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6976         __isl_take isl_map *map2)
6977 {
6978         int i;
6979         unsigned flags = 0;
6980         struct isl_map *map = NULL;
6981         int is_universe;
6982
6983         if (!map1 || !map2)
6984                 goto error;
6985
6986         if (map1->n == 0) {
6987                 isl_map_free(map1);
6988                 return map2;
6989         }
6990         if (map2->n == 0) {
6991                 isl_map_free(map2);
6992                 return map1;
6993         }
6994
6995         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6996         if (is_universe < 0)
6997                 goto error;
6998         if (is_universe) {
6999                 isl_map_free(map2);
7000                 return map1;
7001         }
7002
7003         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
7004         if (is_universe < 0)
7005                 goto error;
7006         if (is_universe) {
7007                 isl_map_free(map1);
7008                 return map2;
7009         }
7010
7011         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
7012
7013         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7014             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7015                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7016
7017         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
7018                                 map1->n + map2->n, flags);
7019         if (!map)
7020                 goto error;
7021         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
7022                 map = isl_map_add_basic_map(map,
7023                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
7024                 if (!map)
7025                         goto error;
7026         }
7027         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
7028                 map = isl_map_add_basic_map(map,
7029                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
7030                 if (!map)
7031                         goto error;
7032         }
7033         isl_map_free(map1);
7034         isl_map_free(map2);
7035         return map;
7036 error:
7037         isl_map_free(map);
7038         isl_map_free(map1);
7039         isl_map_free(map2);
7040         return NULL;
7041 }
7042
7043 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
7044         __isl_take isl_map *map2)
7045 {
7046         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
7047 }
7048
7049 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7050 {
7051         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
7052         if (!map1)
7053                 return NULL;
7054         if (map1->n > 1)
7055                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
7056         return map1;
7057 }
7058
7059 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
7060                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7061 {
7062         return (struct isl_set *)
7063                 isl_map_union_disjoint(
7064                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7065 }
7066
7067 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7068 {
7069         return (struct isl_set *)
7070                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7071 }
7072
7073 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
7074  * the results.
7075  *
7076  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
7077  */
7078 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
7079         __isl_take isl_set *set,
7080         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
7081                 __isl_take isl_basic_set *bset))
7082 {
7083         unsigned flags = 0;
7084         struct isl_map *result;
7085         int i, j;
7086
7087         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
7088                 isl_set_free(set);
7089                 return map;
7090         }
7091
7092         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7093             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
7094                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7095
7096         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
7097                                         map->n * set->n, flags);
7098         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
7099                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
7100                         result = isl_map_add_basic_map(result,
7101                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
7102                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
7103                         if (!result)
7104                                 break;
7105                 }
7106
7107         isl_map_free(map);
7108         isl_set_free(set);
7109         return result;
7110 }
7111
7112 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
7113         __isl_take isl_set *set)
7114 {
7115         if (!map || !set)
7116                 goto error;
7117
7118         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
7119                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
7120                         "incompatible spaces", goto error);
7121
7122         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
7123 error:
7124         isl_map_free(map);
7125         isl_set_free(set);
7126         return NULL;
7127 }
7128
7129 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
7130         __isl_take isl_set *set)
7131 {
7132         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
7133 }
7134
7135 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7136         __isl_take isl_set *set)
7137 {
7138         if (!map || !set)
7139                 goto error;
7140
7141         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
7142                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
7143                         "incompatible spaces", goto error);
7144
7145         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
7146 error:
7147         isl_map_free(map);
7148         isl_set_free(set);
7149         return NULL;
7150 }
7151
7152 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7153         __isl_take isl_set *set)
7154 {
7155         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
7156                                                 &map_intersect_domain);
7157 }
7158
7159 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7160         __isl_take isl_map *map2)
7161 {
7162         if (!map1 || !map2)
7163                 goto error;
7164         map1 = isl_map_reverse(map1);
7165         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
7166         return isl_map_reverse(map1);
7167 error:
7168         isl_map_free(map1);
7169         isl_map_free(map2);
7170         return NULL;
7171 }
7172
7173 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7174         __isl_take isl_map *map2)
7175 {
7176         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
7177 }
7178
7179 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7180         __isl_take isl_map *map2)
7181 {
7182         isl_space *dim_result;
7183         struct isl_map *result;
7184         int i, j;
7185
7186         if (!map1 || !map2)
7187                 goto error;
7188
7189         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
7190                                   isl_space_copy(map2->dim));
7191
7192         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
7193         if (!result)
7194                 goto error;
7195         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7196                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7197                         result = isl_map_add_basic_map(result,
7198                             isl_basic_map_apply_range(
7199                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7200                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
7201                         if (!result)
7202                                 goto error;
7203                 }
7204         isl_map_free(map1);
7205         isl_map_free(map2);
7206         if (result && result->n <= 1)
7207                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
7208         return result;
7209 error:
7210         isl_map_free(map1);
7211         isl_map_free(map2);
7212         return NULL;
7213 }
7214
7215 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7216         __isl_take isl_map *map2)
7217 {
7218         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
7219 }
7220
7221 /*
7222  * returns range - domain
7223  */
7224 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
7225 {
7226         isl_space *dims, *target_dim;
7227         struct isl_basic_set *bset;
7228         unsigned dim;
7229         unsigned nparam;
7230         int i;
7231
7232         if (!bmap)
7233                 goto error;
7234         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
7235                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
7236                    goto error);
7237         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
7238         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
7239         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
7240         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
7241         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7242         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
7243         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
7244         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
7245         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
7246         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7247                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
7248                                             (struct isl_basic_map *)bset);
7249                 if (j < 0) {
7250                         bset = isl_basic_set_free(bset);
7251                         break;
7252                 }
7253                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7254                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
7255                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
7256                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
7257         }
7258         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
7259         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
7260         return bset;
7261 error:
7262         isl_basic_map_free(bmap);
7263         return NULL;
7264 }
7265
7266 /*
7267  * returns range - domain
7268  */
7269 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
7270 {
7271         int i;
7272         isl_space *dim;
7273         struct isl_set *result;
7274
7275         if (!map)
7276                 return NULL;
7277
7278         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
7279                                                  map->dim, isl_dim_out),
7280                    goto error);
7281         dim = isl_map_get_space(map);
7282         dim = isl_space_domain(dim);
7283         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
7284         if (!result)
7285                 goto error;
7286         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7287                 result = isl_set_add_basic_set(result,
7288                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
7289         isl_map_free(map);
7290         return result;
7291 error:
7292         isl_map_free(map);
7293         return NULL;
7294 }
7295
7296 /*
7297  * returns [domain -> range] -> range - domain
7298  */
7299 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
7300         __isl_take isl_basic_map *bmap)
7301 {
7302         int i, k;
7303         isl_space *dim;
7304         isl_basic_map *domain;
7305         int nparam, n;
7306         unsigned total;
7307
7308         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
7309                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
7310                         "domain and range don't match", goto error);
7311
7312         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
7313         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
7314
7315         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
7316         domain = isl_basic_map_universe(dim);
7317
7318         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
7319         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
7320         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
7321
7322         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7323
7324         for (i = 0; i < n; ++i) {
7325                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7326                 if (k < 0)
7327                         goto error;
7328                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
7329                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
7330                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
7331                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
7332         }
7333
7334         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
7335         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7336 error:
7337         isl_basic_map_free(bmap);
7338         return NULL;
7339 }
7340
7341 /*
7342  * returns [domain -> range] -> range - domain
7343  */
7344 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
7345 {
7346         int i;
7347         isl_space *domain_dim;
7348
7349         if (!map)
7350                 return NULL;
7351
7352         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
7353                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
7354                         "domain and range don't match", goto error);
7355
7356         map = isl_map_cow(map);
7357         if (!map)
7358                 return NULL;
7359
7360         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
7361         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
7362         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
7363         if (!map->dim)
7364                 goto error;
7365         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7366                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
7367                 if (!map->p[i])
7368                         goto error;
7369         }
7370         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7371         return map;
7372 error:
7373         isl_map_free(map);
7374         return NULL;
7375 }
7376
7377 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
7378 {
7379         struct isl_basic_map *bmap;
7380         unsigned nparam;
7381         unsigned dim;
7382         int i;
7383
7384         if (!dims)
7385                 return NULL;
7386
7387         nparam = dims->nparam;
7388         dim = dims->n_out;
7389         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7390         if (!bmap)
7391                 goto error;
7392
7393         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7394                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7395                 if (j < 0)
7396                         goto error;
7397                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7398                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7399                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7400         }
7401         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7402 error:
7403         isl_basic_map_free(bmap);
7404         return NULL;
7405 }
7406
7407 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7408 {
7409         if (!dim)
7410                 return NULL;
7411         if (dim->n_in != dim->n_out)
7412                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7413                         "number of input and output dimensions needs to be "
7414                         "the same", goto error);
7415         return basic_map_identity(dim);
7416 error:
7417         isl_space_free(dim);
7418         return NULL;
7419 }
7420
7421 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7422 {
7423         if (!model || !model->dim)
7424                 return NULL;
7425         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7426 }
7427
7428 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7429 {
7430         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7431 }
7432
7433 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7434 {
7435         if (!model || !model->dim)
7436                 return NULL;
7437         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7438 }
7439
7440 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7441 {
7442         if (!model || !model->dim)
7443                 return NULL;
7444         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7445 }
7446
7447 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7448 {
7449         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7450         isl_map *id;
7451         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7452         return isl_map_intersect_range(id, set);
7453 }
7454
7455 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7456  * values.
7457  */
7458 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7459         __isl_take isl_space *space)
7460 {
7461         int i;
7462         unsigned nparam;
7463         unsigned dim;
7464         struct isl_basic_set *bset;
7465
7466         if (!space)
7467                 return NULL;
7468         nparam = space->nparam;
7469         dim = space->n_out;
7470         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7471         if (!bset)
7472                 return NULL;
7473         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7474                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7475                 if (k < 0)
7476                         goto error;
7477                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7478                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7479         }
7480         return bset;
7481 error:
7482         isl_basic_set_free(bset);
7483         return NULL;
7484 }
7485
7486 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7487  */
7488 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7489         int pos)
7490 {
7491         int k;
7492         isl_basic_set *nonneg;
7493
7494         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7495         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7496         if (k < 0)
7497                 goto error;
7498         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7499         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7500
7501         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7502 error:
7503         isl_basic_set_free(nonneg);
7504         return NULL;
7505 }
7506
7507 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7508  */
7509 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7510 {
7511         int k;
7512         isl_basic_set *neg;
7513
7514         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7515         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7516         if (k < 0)
7517                 goto error;
7518         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7519         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7520         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7521
7522         return isl_basic_set_finalize(neg);
7523 error:
7524         isl_basic_set_free(neg);
7525         return NULL;
7526 }
7527
7528 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7529         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7530 {
7531         int i;
7532         isl_basic_set *nonneg;
7533         isl_basic_set *neg;
7534
7535         if (!set)
7536                 return NULL;
7537         if (n == 0)
7538                 return set;
7539
7540         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7541
7542         for (i = 0; i < n; ++i) {
7543                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7544                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7545                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7546                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7547
7548                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7549         }
7550
7551         return set;
7552 error:
7553         isl_set_free(set);
7554         return NULL;
7555 }
7556
7557 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7558         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7559         void *user)
7560 {
7561         isl_set *half;
7562
7563         if (!set)
7564                 return -1;
7565         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7566                 isl_set_free(set);
7567                 return 0;
7568         }
7569         if (first == len)
7570                 return fn(set, signs, user);
7571
7572         signs[first] = 1;
7573         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7574                                                         1 + first));
7575         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7576         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7577                 goto error;
7578
7579         signs[first] = -1;
7580         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7581                                                         1 + first));
7582         half = isl_set_intersect(half, set);
7583         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7584 error:
7585         isl_set_free(set);
7586         return -1;
7587 }
7588
7589 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7590  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7591  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7592  * to the sign of the corresponding variable.
7593  */
7594 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7595         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7596         void *user)
7597 {
7598         unsigned nparam;
7599         unsigned nvar;
7600         int *signs;
7601         int r;
7602
7603         if (!set)
7604                 return -1;
7605         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7606                 return 0;
7607
7608         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7609         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7610
7611         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7612
7613         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7614                             fn, user);
7615
7616         free(signs);
7617
7618         return r;
7619 }
7620
7621 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7622 {
7623         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7624 }
7625
7626 int isl_basic_map_is_subset(
7627                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7628 {
7629         int is_subset;
7630         struct isl_map *map1;
7631         struct isl_map *map2;
7632
7633         if (!bmap1 || !bmap2)
7634                 return -1;
7635
7636         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7637         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7638
7639         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7640
7641         isl_map_free(map1);
7642         isl_map_free(map2);
7643
7644         return is_subset;
7645 }
7646
7647 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7648         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7649 {
7650         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7651 }
7652
7653 int isl_basic_map_is_equal(
7654                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7655 {
7656         int is_subset;
7657
7658         if (!bmap1 || !bmap2)
7659                 return -1;
7660         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7661         if (is_subset != 1)
7662                 return is_subset;
7663         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7664         return is_subset;
7665 }
7666
7667 int isl_basic_set_is_equal(
7668                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7669 {
7670         return isl_basic_map_is_equal(
7671                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7672 }
7673
7674 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7675 {
7676         int i;
7677         int is_empty;
7678
7679         if (!map)
7680                 return -1;
7681         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7682                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7683                 if (is_empty < 0)
7684                         return -1;
7685                 if (!is_empty)
7686                         return 0;
7687         }
7688         return 1;
7689 }
7690
7691 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7692 {
7693         return map ? map->n == 0 : -1;
7694 }
7695
7696 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7697 {
7698         return isl_map_plain_is_empty(map);
7699 }
7700
7701 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7702 {
7703         return set ? set->n == 0 : -1;
7704 }
7705
7706 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7707 {
7708         return isl_set_plain_is_empty(set);
7709 }
7710
7711 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7712 {
7713         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7714 }
7715
7716 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7717 {
7718         if (!map1 || !map2)
7719                 return -1;
7720
7721         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7722 }
7723
7724 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7725 {
7726         if (!set1 || !set2)
7727                 return -1;
7728
7729         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7730 }
7731
7732 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7733 {
7734         int is_subset;
7735
7736         if (!map1 || !map2)
7737                 return -1;
7738         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7739         if (is_subset != 1)
7740                 return is_subset;
7741         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7742         return is_subset;
7743 }
7744
7745 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7746 {
7747         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7748 }
7749
7750 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7751                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7752 {
7753         int is_subset;
7754
7755         if (!bmap1 || !bmap2)
7756                 return -1;
7757         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7758         if (is_subset != 1)
7759                 return is_subset;
7760         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7761         if (is_subset == -1)
7762                 return is_subset;
7763         return !is_subset;
7764 }
7765
7766 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7767 {
7768         int is_subset;
7769
7770         if (!map1 || !map2)
7771                 return -1;
7772         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7773         if (is_subset != 1)
7774                 return is_subset;
7775         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7776         if (is_subset == -1)
7777                 return is_subset;
7778         return !is_subset;
7779 }
7780
7781 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7782 {
7783         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7784 }
7785
7786 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7787 {
7788         if (!bmap)
7789                 return -1;
7790         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7791 }
7792
7793 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7794 {
7795         if (!bset)
7796                 return -1;
7797         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7798 }
7799
7800 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7801 {
7802         int i;
7803
7804         if (!map)
7805                 return -1;
7806
7807         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7808                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7809                 if (r < 0 || r)
7810                         return r;
7811         }
7812
7813         return 0;
7814 }
7815
7816 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7817 {
7818         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7819 }
7820
7821 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7822 {
7823         return isl_set_plain_is_universe(set);
7824 }
7825
7826 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7827 {
7828         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7829         struct isl_vec *sample = NULL;
7830         int empty;
7831         unsigned total;
7832
7833         if (!bmap)
7834                 return -1;
7835
7836         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7837                 return 1;
7838
7839         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7840                 return 0;
7841
7842         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7843                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7844                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7845                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7846                 isl_basic_map_free(copy);
7847                 return empty;
7848         }
7849
7850         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7851         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7852                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7853                 if (contains < 0)
7854                         return -1;
7855                 if (contains)
7856                         return 0;
7857         }
7858         isl_vec_free(bmap->sample);
7859         bmap->sample = NULL;
7860         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7861         if (!bset)
7862                 return -1;
7863         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7864         if (!sample)
7865                 return -1;
7866         empty = sample->size == 0;
7867         isl_vec_free(bmap->sample);
7868         bmap->sample = sample;
7869         if (empty)
7870                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7871
7872         return empty;
7873 }
7874
7875 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7876 {
7877         if (!bmap)
7878                 return -1;
7879         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7880 }
7881
7882 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7883 {
7884         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7885 }
7886
7887 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7888 {
7889         if (!bset)
7890                 return -1;
7891         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7892 }
7893
7894 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7895 {
7896         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7897 }
7898
7899 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7900 {
7901         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7902 }
7903
7904 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7905         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7906 {
7907         struct isl_map *map;
7908         if (!bmap1 || !bmap2)
7909                 goto error;
7910
7911         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7912
7913         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7914         if (!map)
7915                 goto error;
7916         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7917         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7918         return map;
7919 error:
7920         isl_basic_map_free(bmap1);
7921         isl_basic_map_free(bmap2);
7922         return NULL;
7923 }
7924
7925 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7926                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7927 {
7928         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7929                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7930                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7931 }
7932
7933 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7934 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7935 {
7936         int i;
7937         unsigned off;
7938
7939         if (!bmap)
7940                 return NULL;
7941
7942         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7943
7944         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7945                 int pos;
7946                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7947                         continue;
7948                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7949                                                             bmap->n_div-i);
7950                 if (pos == -1)
7951                         continue;
7952                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7953                 --i;
7954         }
7955         return bmap;
7956 }
7957
7958 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7959 {
7960         return (struct isl_basic_set *)
7961                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7962 }
7963
7964 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7965 {
7966         int i;
7967
7968         if (!map)
7969                 return 0;
7970
7971         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7972                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7973                 if (!map->p[i])
7974                         goto error;
7975         }
7976
7977         return map;
7978 error:
7979         isl_map_free(map);
7980         return NULL;
7981 }
7982
7983 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7984  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7985  * list of divs is given by "div".
7986  */
7987 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7988         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7989 {
7990         int i, j;
7991         int n_div;
7992
7993         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7994         if (!bset || !div)
7995                 goto error;
7996
7997         if (div->n_row < bset->n_div)
7998                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7999                         "not an expansion", goto error);
8000
8001         n_div = bset->n_div;
8002         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
8003                                             div->n_row - n_div, 0,
8004                                             2 * (div->n_row - n_div));
8005
8006         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
8007                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
8008                         goto error;
8009
8010         j = n_div - 1;
8011         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
8012                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
8013                         if (i != j)
8014                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
8015                         j--;
8016                 } else {
8017                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
8018                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
8019                                 goto error;
8020                 }
8021         }
8022
8023         isl_mat_free(div);
8024         return bset;
8025 error:
8026         isl_basic_set_free(bset);
8027         isl_mat_free(div);
8028         return NULL;
8029 }
8030
8031 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
8032  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
8033  * 
8034  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
8035  * of the corresponding div in dst otherwise.
8036  */
8037 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
8038                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
8039 {
8040         int i;
8041
8042         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
8043
8044         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
8045         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
8046                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
8047                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
8048                                                 dst->n_div - div) == -1)
8049                         return i;
8050         return -1;
8051 }
8052
8053 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
8054                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
8055 {
8056         int i;
8057         unsigned total;
8058
8059         if (!dst || !src)
8060                 goto error;
8061
8062         if (src->n_div == 0)
8063                 return dst;
8064
8065         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
8066                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
8067
8068         src = isl_basic_map_order_divs(src);
8069         dst = isl_basic_map_cow(dst);
8070         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
8071                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
8072         if (!dst)
8073                 return NULL;
8074         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
8075         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
8076                 int j = find_div(dst, src, i);
8077                 if (j < 0) {
8078                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
8079                         if (j < 0)
8080                                 goto error;
8081                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
8082                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
8083                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
8084                                 goto error;
8085                 }
8086                 if (j != i)
8087                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
8088         }
8089         return dst;
8090 error:
8091         isl_basic_map_free(dst);
8092         return NULL;
8093 }
8094
8095 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
8096                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
8097 {
8098         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
8099                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
8100 }
8101
8102 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
8103 {
8104         int i;
8105
8106         if (!map)
8107                 return NULL;
8108         if (map->n == 0)
8109                 return map;
8110         map = isl_map_compute_divs(map);
8111         map = isl_map_cow(map);
8112         if (!map)
8113                 return NULL;
8114
8115         for (i = 1; i < map->n; ++i)
8116                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
8117         for (i = 1; i < map->n; ++i)
8118                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
8119
8120         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8121         return map;
8122 }
8123
8124 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
8125 {
8126         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
8127 }
8128
8129 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
8130         __isl_take isl_map *map)
8131 {
8132         if (!set || !map)
8133                 goto error;
8134         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
8135         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8136         set = isl_map_range(map);
8137         return set;
8138 error:
8139         isl_set_free(set);
8140         isl_map_free(map);
8141         return NULL;
8142 }
8143
8144 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
8145         __isl_take isl_map *map)
8146 {
8147         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
8148 }
8149
8150 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
8151  * the meaning of the set.
8152  */
8153 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
8154 {
8155         int i;
8156
8157         if (!map)
8158                 return NULL;
8159
8160         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
8161                 remove_if_empty(map, i);
8162
8163         return map;
8164 }
8165
8166 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
8167 {
8168         return (struct isl_set *)
8169                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
8170 }
8171
8172 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
8173 {
8174         struct isl_basic_map *bmap;
8175         if (!map || map->n == 0)
8176                 return NULL;
8177         bmap = map->p[map->n-1];
8178         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
8179         return isl_basic_map_copy(bmap);
8180 }
8181
8182 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
8183 {
8184         return (struct isl_basic_set *)
8185                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
8186 }
8187
8188 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
8189                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
8190 {
8191         int i;
8192
8193         if (!map || !bmap)
8194                 goto error;
8195         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
8196                 if (map->p[i] != bmap)
8197                         continue;
8198                 map = isl_map_cow(map);
8199                 if (!map)
8200                         goto error;
8201                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8202                 if (i != map->n-1) {
8203                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
8204                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
8205                 }
8206                 map->n--;
8207                 return map;
8208         }
8209         return map;
8210 error:
8211         isl_map_free(map);
8212         return NULL;
8213 }
8214
8215 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
8216                                                 struct isl_basic_set *bset)
8217 {
8218         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
8219                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8220 }
8221
8222 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
8223  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
8224  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
8225  */
8226 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
8227         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
8228         int pos, isl_int *opt)
8229 {
8230         isl_space *dims;
8231         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
8232         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
8233         struct isl_ctx *ctx;
8234         struct isl_vec *obj;
8235         unsigned total;
8236         unsigned nparam;
8237         unsigned dim1, dim2;
8238         enum isl_lp_result res;
8239
8240         if (!bset1 || !bset2)
8241                 return isl_lp_error;
8242
8243         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
8244         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
8245         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
8246         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
8247         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
8248         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
8249         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
8250         if (!bmap1 || !bmap2)
8251                 goto error;
8252         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
8253         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
8254                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
8255                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
8256         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
8257         if (!bmap1)
8258                 goto error;
8259         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8260         ctx = bmap1->ctx;
8261         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
8262         if (!obj)
8263                 goto error2;
8264         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
8265         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
8266         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
8267         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
8268                                         opt, NULL, NULL);
8269         isl_basic_map_free(bmap1);
8270         isl_vec_free(obj);
8271         return res;
8272 error:
8273         isl_basic_map_free(bmap2);
8274 error2:
8275         isl_basic_map_free(bmap1);
8276         return isl_lp_error;
8277 }
8278
8279 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
8280  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8281  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
8282  * smaller or larger than those in bset2.
8283  *
8284  * Returns
8285  *       1 if bset1 follows bset2
8286  *      -1 if bset1 precedes bset2
8287  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
8288  *      -2 if some error occurred.
8289  */
8290 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
8291         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
8292 {
8293         isl_int opt;
8294         enum isl_lp_result res;
8295         int cmp;
8296
8297         isl_int_init(opt);
8298
8299         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8300
8301         if (res == isl_lp_empty)
8302                 cmp = 0;
8303         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8304                   res == isl_lp_unbounded)
8305                 cmp = 1;
8306         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8307                 cmp = -1;
8308         else
8309                 cmp = -2;
8310
8311         isl_int_clear(opt);
8312         return cmp;
8313 }
8314
8315 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
8316  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8317  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
8318  * than a value of the same dimension in bset2.
8319  *
8320  * Return
8321  *       1 if there exists such a pair
8322  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8323  *      -1 otherwise
8324  *      -2 if some error occurred.
8325  */
8326 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8327         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
8328 {
8329         isl_int opt;
8330         enum isl_lp_result res;
8331         int cmp;
8332
8333         isl_int_init(opt);
8334
8335         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8336
8337         if (res == isl_lp_empty)
8338                 cmp = -1;
8339         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8340                   res == isl_lp_unbounded)
8341                 cmp = 1;
8342         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8343                 cmp = -1;
8344         else if (res == isl_lp_ok)
8345                 cmp = 0;
8346         else
8347                 cmp = -2;
8348
8349         isl_int_clear(opt);
8350         return cmp;
8351 }
8352
8353 /* Given two sets set1 and set2, check whether
8354  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8355  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
8356  * than a value of the same dimension in set2.
8357  *
8358  * Return
8359  *       1 if there exists such a pair
8360  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8361  *      -1 otherwise
8362  *      -2 if some error occurred.
8363  */
8364 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
8365         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
8366 {
8367         int i, j;
8368         int follows = -1;
8369
8370         if (!set1 || !set2)
8371                 return -2;
8372
8373         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
8374                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
8375                         int f;
8376                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
8377                         if (f == 1 || f == -2)
8378                                 return f;
8379                         if (f > follows)
8380                                 follows = f;
8381                 }
8382
8383         return follows;
8384 }
8385
8386 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8387         unsigned pos, isl_int *val)
8388 {
8389         int i;
8390         int d;
8391         unsigned total;
8392
8393         if (!bmap)
8394                 return -1;
8395         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8396         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8397                 for (; d+1 > pos; --d)
8398                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8399                                 break;
8400                 if (d != pos)
8401                         continue;
8402                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8403                         return 0;
8404                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8405                         return 0;
8406                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8407                         return 0;
8408                 if (val)
8409                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8410                 return 1;
8411         }
8412         return 0;
8413 }
8414
8415 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8416         unsigned pos, isl_int *val)
8417 {
8418         int i;
8419         isl_int v;
8420         isl_int tmp;
8421         int fixed;
8422
8423         if (!map)
8424                 return -1;
8425         if (map->n == 0)
8426                 return 0;
8427         if (map->n == 1)
8428                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8429         isl_int_init(v);
8430         isl_int_init(tmp);
8431         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8432         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8433                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8434                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8435                         fixed = 0;
8436         }
8437         if (val)
8438                 isl_int_set(*val, v);
8439         isl_int_clear(tmp);
8440         isl_int_clear(v);
8441         return fixed;
8442 }
8443
8444 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8445         unsigned pos, isl_int *val)
8446 {
8447         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8448                                                 pos, val);
8449 }
8450
8451 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8452         isl_int *val)
8453 {
8454         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8455 }
8456
8457 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8458         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8459 {
8460         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8461                 return -1;
8462         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8463                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8464 }
8465
8466 /* If "bmap" obviously lies on a hyperplane where the given dimension
8467  * has a fixed value, then return that value.
8468  * Otherwise return NaN.
8469  */
8470 __isl_give isl_val *isl_basic_map_plain_get_val_if_fixed(
8471         __isl_keep isl_basic_map *bmap,
8472         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8473 {
8474         isl_ctx *ctx;
8475         isl_val *v;
8476         int fixed;
8477
8478         if (!bmap)
8479                 return NULL;
8480         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
8481         v = isl_val_alloc(ctx);
8482         if (!v)
8483                 return NULL;
8484         fixed = isl_basic_map_plain_is_fixed(bmap, type, pos, &v->n);
8485         if (fixed < 0)
8486                 return isl_val_free(v);
8487         if (fixed) {
8488                 isl_int_set_si(v->d, 1);
8489                 return v;
8490         }
8491         isl_val_free(v);
8492         return isl_val_nan(ctx);
8493 }
8494
8495 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8496         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8497 {
8498         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8499                 return -1;
8500         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8501                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8502 }
8503
8504 /* If "map" obviously lies on a hyperplane where the given dimension
8505  * has a fixed value, then return that value.
8506  * Otherwise return NaN.
8507  */
8508 __isl_give isl_val *isl_map_plain_get_val_if_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8509         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8510 {
8511         isl_ctx *ctx;
8512         isl_val *v;
8513         int fixed;
8514
8515         if (!map)
8516                 return NULL;
8517         ctx = isl_map_get_ctx(map);
8518         v = isl_val_alloc(ctx);
8519         if (!v)
8520                 return NULL;
8521         fixed = isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, &v->n);
8522         if (fixed < 0)
8523                 return isl_val_free(v);
8524         if (fixed) {
8525                 isl_int_set_si(v->d, 1);
8526                 return v;
8527         }
8528         isl_val_free(v);
8529         return isl_val_nan(ctx);
8530 }
8531
8532 /* If "set" obviously lies on a hyperplane where the given dimension
8533  * has a fixed value, then return that value.
8534  * Otherwise return NaN.
8535  */
8536 __isl_give isl_val *isl_set_plain_get_val_if_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8537         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8538 {
8539         return isl_map_plain_get_val_if_fixed(set, type, pos);
8540 }
8541
8542 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8543         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8544 {
8545         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8546 }
8547
8548 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8549         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8550 {
8551         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8552 }
8553
8554 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8555  * then return this fixed value in *val.
8556  */
8557 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8558         unsigned dim, isl_int *val)
8559 {
8560         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8561                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8562 }
8563
8564 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8565  * then return this fixed value in *val.
8566  */
8567 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8568         unsigned dim, isl_int *val)
8569 {
8570         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8571 }
8572
8573 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8574         unsigned dim, isl_int *val)
8575 {
8576         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8577 }
8578
8579 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8580  * then return this fixed value in *val.
8581  */
8582 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8583         unsigned in, isl_int *val)
8584 {
8585         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8586 }
8587
8588 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8589  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8590  */
8591 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8592         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8593 {
8594         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8595         isl_int *c;
8596         unsigned total;
8597         unsigned nparam;
8598
8599         if (!bset)
8600                 return -1;
8601         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8602         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8603         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8604                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8605                         continue;
8606                 if (i_eq != -1)
8607                         return 0;
8608                 i_eq = i;
8609         }
8610         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8611                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8612                         continue;
8613                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8614                         return 0;
8615                 i_ineq = i;
8616         }
8617         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8618                 return 0;
8619         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8620         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8621         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8622                 return 0;
8623         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8624                 return 0;
8625         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8626                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8627                 return 0;
8628         if (val)
8629                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8630         return 1;
8631 }
8632
8633 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8634         unsigned dim, isl_int *val)
8635 {
8636         int i;
8637         isl_int v;
8638         isl_int tmp;
8639         int fixed;
8640
8641         if (!set)
8642                 return -1;
8643         if (set->n == 0)
8644                 return 0;
8645         if (set->n == 1)
8646                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8647                                                                 dim, val);
8648         isl_int_init(v);
8649         isl_int_init(tmp);
8650         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8651                                                                 dim, &v);
8652         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8653                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8654                                                                 dim, &tmp);
8655                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8656                         fixed = 0;
8657         }
8658         if (val)
8659                 isl_int_set(*val, v);
8660         isl_int_clear(tmp);
8661         isl_int_clear(v);
8662         return fixed;
8663 }
8664
8665 struct constraint {
8666         unsigned        size;
8667         isl_int         *c;
8668 };
8669
8670 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8671  * variables sorting first.
8672  */
8673 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8674 {
8675         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8676         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8677         int l1, l2;
8678         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8679
8680         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8681         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8682
8683         if (l1 != l2)
8684                 return l1 - l2;
8685
8686         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8687 }
8688
8689 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8690         struct isl_basic_map *bmap)
8691 {
8692         int i;
8693         struct constraint *c;
8694         unsigned total;
8695
8696         if (!bmap)
8697                 return NULL;
8698         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8699         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8700         if (!c)
8701                 goto error;
8702         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8703                 c[i].size = total;
8704                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8705         }
8706         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8707         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8708                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8709         free(c);
8710         return bmap;
8711 error:
8712         isl_basic_map_free(bmap);
8713         return NULL;
8714 }
8715
8716 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8717         __isl_take isl_basic_set *bset)
8718 {
8719         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8720                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8721 }
8722
8723 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8724 {
8725         if (!bmap)
8726                 return NULL;
8727         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8728                 return bmap;
8729         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8730         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8731         if (bmap)
8732                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8733         return bmap;
8734 }
8735
8736 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8737 {
8738         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8739                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8740 }
8741
8742 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8743         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8744 {
8745         int i, cmp;
8746         unsigned total;
8747
8748         if (bmap1 == bmap2)
8749                 return 0;
8750         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8751             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8752                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8753         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8754                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8755         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8756                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8757         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8758                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8759         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8760             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8761                 return 0;
8762         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8763                 return 1;
8764         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8765                 return -1;
8766         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8767                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8768         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8769                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8770         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8771                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8772         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8773         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8774                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8775                 if (cmp)
8776                         return cmp;
8777         }
8778         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8779                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8780                 if (cmp)
8781                         return cmp;
8782         }
8783         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8784                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8785                 if (cmp)
8786                         return cmp;
8787         }
8788         return 0;
8789 }
8790
8791 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8792         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8793 {
8794         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8795 }
8796
8797 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8798 {
8799         int i, cmp;
8800
8801         if (set1 == set2)
8802                 return 0;
8803         if (set1->n != set2->n)
8804                 return set1->n - set2->n;
8805
8806         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8807                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8808                 if (cmp)
8809                         return cmp;
8810         }
8811
8812         return 0;
8813 }
8814
8815 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8816         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8817 {
8818         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8819 }
8820
8821 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8822         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8823 {
8824         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8825                                             (isl_basic_map *)bset2);
8826 }
8827
8828 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8829 {
8830         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8831         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8832
8833         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8834 }
8835
8836 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8837  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8838  * meaning of any possible other copies of map.
8839  */
8840 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8841 {
8842         int i, j;
8843         struct isl_basic_map *bmap;
8844
8845         if (!map)
8846                 return NULL;
8847         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8848                 return map;
8849         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8850                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8851                 if (!bmap)
8852                         goto error;
8853                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8854                 map->p[i] = bmap;
8855         }
8856         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8857         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8858         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8859         if (!map)
8860                 return NULL;
8861         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8862                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8863                         continue;
8864                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8865                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8866                         map->p[j-1] = map->p[j];
8867                 map->n--;
8868         }
8869         return map;
8870 error:
8871         isl_map_free(map);
8872         return NULL;
8873
8874 }
8875
8876 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8877 {
8878         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8879 }
8880
8881 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8882 {
8883         int i;
8884         int equal;
8885
8886         if (!map1 || !map2)
8887                 return -1;
8888
8889         if (map1 == map2)
8890                 return 1;
8891         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8892                 return 0;
8893
8894         map1 = isl_map_copy(map1);
8895         map2 = isl_map_copy(map2);
8896         map1 = isl_map_normalize(map1);
8897         map2 = isl_map_normalize(map2);
8898         if (!map1 || !map2)
8899                 goto error;
8900         equal = map1->n == map2->n;
8901         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8902                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8903                 if (equal < 0)
8904                         goto error;
8905         }
8906         isl_map_free(map1);
8907         isl_map_free(map2);
8908         return equal;
8909 error:
8910         isl_map_free(map1);
8911         isl_map_free(map2);
8912         return -1;
8913 }
8914
8915 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8916 {
8917         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8918 }
8919
8920 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8921 {
8922         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8923                                                 (struct isl_map *)set2);
8924 }
8925
8926 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8927 {
8928         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8929 }
8930
8931 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8932  */
8933 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8934         isl_int min, isl_int max)
8935 {
8936         int k;
8937         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8938
8939         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8940         if (!bset)
8941                 goto error;
8942
8943         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8944         if (k < 0)
8945                 goto error;
8946         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8947         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8948
8949         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8950         if (k < 0)
8951                 goto error;
8952         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8953         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8954
8955         return bset;
8956 error:
8957         isl_basic_set_free(bset);
8958         return NULL;
8959 }
8960
8961 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8962  */
8963 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8964         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8965 {
8966         int i;
8967         unsigned dim;
8968         unsigned nparam;
8969         unsigned extra;
8970         unsigned n_eq;
8971         unsigned n_ineq;
8972         struct isl_basic_set *product = NULL;
8973
8974         if (!list)
8975                 goto error;
8976         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8977         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8978         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8979         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8980         extra = list->p[0]->n_div;
8981         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8982         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8983         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8984                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8985                 isl_assert(list->ctx,
8986                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8987                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8988                 extra += list->p[i]->n_div;
8989                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8990                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8991         }
8992         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8993                                         n_eq, n_ineq);
8994         if (!product)
8995                 goto error;
8996         dim = 0;
8997         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8998                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8999                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
9000                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
9001         }
9002         isl_basic_set_list_free(list);
9003         return product;
9004 error:
9005         isl_basic_set_free(product);
9006         isl_basic_set_list_free(list);
9007         return NULL;
9008 }
9009
9010 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
9011                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
9012 {
9013         isl_space *dim_result = NULL;
9014         struct isl_basic_map *bmap;
9015         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
9016         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
9017
9018         if (!bmap1 || !bmap2)
9019                 goto error;
9020
9021         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
9022                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
9023         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
9024                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
9025
9026         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
9027         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
9028         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
9029         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
9030         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
9031
9032         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
9033         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
9034         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
9035         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
9036         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
9037         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
9038         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
9039         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
9040         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
9041         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
9042         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
9043
9044         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
9045                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
9046                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
9047                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
9048         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
9049         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
9050         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9051         return isl_basic_map_finalize(bmap);
9052 error:
9053         isl_basic_map_free(bmap1);
9054         isl_basic_map_free(bmap2);
9055         return NULL;
9056 }
9057
9058 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
9059         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
9060 {
9061         isl_basic_map *prod;
9062
9063         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
9064         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
9065         return prod;
9066 }
9067
9068 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
9069         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
9070 {
9071         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
9072 }
9073
9074 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
9075         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
9076 {
9077         isl_space *space_result = NULL;
9078         isl_basic_map *bmap;
9079         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
9080         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
9081
9082         if (!bmap1 || !bmap2)
9083                 goto error;
9084
9085         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
9086                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
9087
9088         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
9089         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
9090         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
9091         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
9092
9093         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
9094         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
9095         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
9096         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
9097         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
9098         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
9099         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
9100         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
9101         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
9102         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
9103         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
9104
9105         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
9106                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
9107                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
9108                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
9109         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
9110         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
9111         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9112         return isl_basic_map_finalize(bmap);
9113 error:
9114         isl_basic_map_free(bmap1);
9115         isl_basic_map_free(bmap2);
9116         return NULL;
9117 }
9118
9119 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
9120         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
9121 {
9122         isl_space *dim_result = NULL;
9123         isl_basic_map *bmap;
9124         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
9125         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
9126
9127         if (!bmap1 || !bmap2)
9128                 goto error;
9129
9130         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
9131                             bmap2->dim, isl_dim_param))
9132                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
9133                         "parameters don't match", goto error);
9134
9135         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
9136                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
9137
9138         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
9139         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
9140         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
9141         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
9142
9143         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
9144         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
9145         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
9146         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
9147         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
9148         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
9149         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
9150         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
9151         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
9152         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
9153         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
9154
9155         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
9156                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
9157                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
9158                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
9159         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
9160         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
9161         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9162         return isl_basic_map_finalize(bmap);
9163 error:
9164         isl_basic_map_free(bmap1);
9165         isl_basic_map_free(bmap2);
9166         return NULL;
9167 }
9168
9169 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
9170         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
9171 {
9172         isl_basic_map *prod;
9173
9174         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
9175         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
9176         return prod;
9177 }
9178
9179 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
9180         __isl_take isl_map *map2,
9181         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
9182                                            __isl_take isl_space *right),
9183         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
9184                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
9185 {
9186         unsigned flags = 0;
9187         struct isl_map *result;
9188         int i, j;
9189
9190         if (!map1 || !map2)
9191                 goto error;
9192
9193         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
9194                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
9195
9196         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
9197             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
9198                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
9199
9200         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
9201                                                isl_space_copy(map2->dim)),
9202                                 map1->n * map2->n, flags);
9203         if (!result)
9204                 goto error;
9205         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
9206                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
9207                         struct isl_basic_map *part;
9208                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
9209                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
9210                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
9211                                 isl_basic_map_free(part);
9212                         else
9213                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
9214                         if (!result)
9215                                 goto error;
9216                 }
9217         isl_map_free(map1);
9218         isl_map_free(map2);
9219         return result;
9220 error:
9221         isl_map_free(map1);
9222         isl_map_free(map2);
9223         return NULL;
9224 }
9225
9226 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
9227  */
9228 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9229         __isl_take isl_map *map2)
9230 {
9231         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
9232 }
9233
9234 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
9235         __isl_take isl_map *map2)
9236 {
9237         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
9238 }
9239
9240 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
9241  */
9242 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
9243         __isl_take isl_map *map2)
9244 {
9245         isl_map *prod;
9246
9247         prod = isl_map_product(map1, map2);
9248         prod = isl_map_flatten(prod);
9249         return prod;
9250 }
9251
9252 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
9253  */
9254 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
9255 {
9256         return isl_map_range_product(set1, set2);
9257 }
9258
9259 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
9260         __isl_take isl_set *set2)
9261 {
9262         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
9263 }
9264
9265 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
9266  */
9267 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9268         __isl_take isl_map *map2)
9269 {
9270         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
9271                                 &isl_basic_map_domain_product);
9272 }
9273
9274 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
9275  */
9276 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9277         __isl_take isl_map *map2)
9278 {
9279         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
9280                                 &isl_basic_map_range_product);
9281 }
9282
9283 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9284         __isl_take isl_map *map2)
9285 {
9286         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9287                                                 &map_domain_product_aligned);
9288 }
9289
9290 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9291         __isl_take isl_map *map2)
9292 {
9293         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9294                                                 &map_range_product_aligned);
9295 }
9296
9297 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
9298  */
9299 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9300         __isl_take isl_map *map2)
9301 {
9302         isl_map *prod;
9303
9304         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
9305         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
9306         return prod;
9307 }
9308
9309 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
9310  */
9311 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9312         __isl_take isl_map *map2)
9313 {
9314         isl_map *prod;
9315
9316         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
9317         prod = isl_map_flatten_range(prod);
9318         return prod;
9319 }
9320
9321 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9322 {
9323         int i;
9324         uint32_t hash = isl_hash_init();
9325         unsigned total;
9326
9327         if (!bmap)
9328                 return 0;
9329         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
9330         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
9331         if (!bmap)
9332                 return 0;
9333         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
9334         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
9335         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
9336                 uint32_t c_hash;
9337                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
9338                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9339         }
9340         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
9341         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9342                 uint32_t c_hash;
9343                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
9344                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9345         }
9346         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
9347         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9348                 uint32_t c_hash;
9349                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9350                         continue;
9351                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
9352                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
9353                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9354         }
9355         isl_basic_map_free(bmap);
9356         return hash;
9357 }
9358
9359 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9360 {
9361         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
9362 }
9363
9364 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
9365 {
9366         int i;
9367         uint32_t hash;
9368
9369         if (!map)
9370                 return 0;
9371         map = isl_map_copy(map);
9372         map = isl_map_normalize(map);
9373         if (!map)
9374                 return 0;
9375
9376         hash = isl_hash_init();
9377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9378                 uint32_t bmap_hash;
9379                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
9380                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
9381         }
9382                 
9383         isl_map_free(map);
9384
9385         return hash;
9386 }
9387
9388 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
9389 {
9390         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
9391 }
9392
9393 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9394  * by the values of the other parameters and variables.
9395  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
9396  */
9397 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
9398 {
9399         int i;
9400         unsigned nparam;
9401
9402         if (!bset)
9403                 return -1;
9404         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
9405         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
9406                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
9407                         return 1;
9408         return 0;
9409 }
9410
9411 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9412  * by the values of the other parameters and variables.
9413  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
9414  * for each of the subsets.
9415  */
9416 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
9417 {
9418         int i;
9419
9420         if (!set)
9421                 return -1;
9422         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9423                 int unique;
9424                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
9425                 if (unique != 1)
9426                         return unique;
9427         }
9428         return 1;
9429 }
9430
9431 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
9432 {
9433         return set ? set->n : 0;
9434 }
9435
9436 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
9437         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
9438 {
9439         int i;
9440
9441         if (!map)
9442                 return -1;
9443
9444         for (i = 0; i < map->n; ++i)
9445                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
9446                         return -1;
9447
9448         return 0;
9449 }
9450
9451 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9452         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9453 {
9454         int i;
9455
9456         if (!set)
9457                 return -1;
9458
9459         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9460                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9461                         return -1;
9462
9463         return 0;
9464 }
9465
9466 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9467 {
9468         isl_space *dim;
9469
9470         if (!bset)
9471                 return NULL;
9472
9473         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9474         if (!bset)
9475                 return NULL;
9476
9477         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9478         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9479         if (!dim)
9480                 goto error;
9481         isl_space_free(bset->dim);
9482         bset->dim = dim;
9483         bset->extra -= bset->n_div;
9484         bset->n_div = 0;
9485
9486         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9487
9488         return bset;
9489 error:
9490         isl_basic_set_free(bset);
9491         return NULL;
9492 }
9493
9494 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9495 {
9496         int i;
9497         isl_space *dim;
9498         unsigned n_div;
9499
9500         set = isl_set_align_divs(set);
9501
9502         if (!set)
9503                 return NULL;
9504
9505         set = isl_set_cow(set);
9506         if (!set)
9507                 return NULL;
9508
9509         n_div = set->p[0]->n_div;
9510         dim = isl_set_get_space(set);
9511         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9512         if (!dim)
9513                 goto error;
9514         isl_space_free(set->dim);
9515         set->dim = dim;
9516
9517         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9518                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9519                 if (!set->p[i])
9520                         goto error;
9521         }
9522
9523         return set;
9524 error:
9525         isl_set_free(set);
9526         return NULL;
9527 }
9528
9529 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9530 {
9531         isl_space *dim;
9532         struct isl_basic_map *bmap;
9533         unsigned n_set;
9534         unsigned n_div;
9535         unsigned n_param;
9536         unsigned total;
9537         int i, k, l;
9538
9539         set = isl_set_align_divs(set);
9540
9541         if (!set)
9542                 return NULL;
9543
9544         dim = isl_set_get_space(set);
9545         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9546                 isl_set_free(set);
9547                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9548         }
9549
9550         n_div = set->p[0]->n_div;
9551         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9552         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9553         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9554         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9555         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9556         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9557                 bmap = var_equal(bmap, i);
9558
9559         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9560         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9561                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9562                 if (k < 0)
9563                         goto error;
9564                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9565                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9566                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9567                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9568                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9569                             set->p[0]->div[i][0]);
9570
9571                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9572                 if (l < 0)
9573                         goto error;
9574                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9575                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9576                             set->p[0]->div[i][0]);
9577                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9578         }
9579
9580         isl_set_free(set);
9581         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9582         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9583         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9584 error:
9585         isl_set_free(set);
9586         isl_basic_map_free(bmap);
9587         return NULL;
9588 }
9589
9590 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9591 {
9592         unsigned dim;
9593         int size = 0;
9594
9595         if (!bset)
9596                 return -1;
9597
9598         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9599         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9600         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9601         size += bset->n_div * (2 + dim);
9602
9603         return size;
9604 }
9605
9606 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9607 {
9608         int i;
9609         int size = 0;
9610
9611         if (!set)
9612                 return -1;
9613
9614         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9615                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9616
9617         return size;
9618 }
9619
9620 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9621  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9622  */
9623 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9624         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9625 {
9626         int i;
9627
9628         if (!bmap)
9629                 return -1;
9630
9631         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9632
9633         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9634
9635         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9636                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9637                         continue;
9638                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9639                         return 1;
9640         }
9641
9642         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9643                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9644                         return 1;
9645
9646         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9647                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9648                 if (sgn > 0)
9649                         lower = 1;
9650                 if (sgn < 0)
9651                         upper = 1;
9652         }
9653
9654         return lower && upper;
9655 }
9656
9657 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9658         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9659 {
9660         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9661 }
9662
9663 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9664         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9665 {
9666         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9667 }
9668
9669 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9670         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9671 {
9672         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9673 }
9674
9675 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9676         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9677 {
9678         int i;
9679
9680         if (!map)
9681                 return -1;
9682
9683         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9684                 int bounded;
9685                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9686                 if (bounded < 0 || !bounded)
9687                         return bounded;
9688         }
9689
9690         return 1;
9691 }
9692
9693 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9694  * and a lower bound.
9695  */
9696 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9697         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9698 {
9699         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9700 }
9701
9702 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9703  */
9704 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9705         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9706         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9707                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9708 {
9709         int i;
9710
9711         if (!map)
9712                 return -1;
9713
9714         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9715                 int bounded;
9716                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9717                 if (bounded < 0 || bounded)
9718                         return bounded;
9719         }
9720
9721         return 0;
9722 }
9723
9724 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9725  */
9726 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9727         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9728 {
9729         return has_any_bound(set, type, pos,
9730                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9731 }
9732
9733 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9734  */
9735 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9736         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9737 {
9738         return has_any_bound(set, type, pos,
9739                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9740 }
9741
9742 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9743  */
9744 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9745         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9746         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9747                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9748 {
9749         int i;
9750
9751         if (!map)
9752                 return -1;
9753
9754         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9755                 int bounded;
9756                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9757                 if (bounded < 0 || !bounded)
9758                         return bounded;
9759         }
9760
9761         return 1;
9762 }
9763
9764 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9765  */
9766 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9767         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9768 {
9769         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9770 }
9771
9772 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9773  */
9774 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9775         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9776 {
9777         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9778 }
9779
9780 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9781  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9782  * elements of the array "signs".
9783  * Sign
9784  *      1 means that the variable is non-negative
9785  *      -1 means that the variable is non-positive
9786  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9787  */
9788 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9789         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9790 {
9791         isl_vec *bound = NULL;
9792         struct isl_tab *tab = NULL;
9793         struct isl_tab_undo *snap;
9794         int i;
9795
9796         if (!bset || !signs)
9797                 return -1;
9798
9799         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9800         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9801         if (!bound || !tab)
9802                 goto error;
9803
9804         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9805         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9806
9807         snap = isl_tab_snap(tab);
9808         for (i = 0; i < n; ++i) {
9809                 int empty;
9810
9811                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9812                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9813                         goto error;
9814                 empty = tab->empty;
9815                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9816                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9817                         goto error;
9818
9819                 if (empty) {
9820                         signs[i] = 1;
9821                         continue;
9822                 }
9823
9824                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9825                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9826                         goto error;
9827                 empty = tab->empty;
9828                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9829                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9830                         goto error;
9831
9832                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9833         }
9834
9835         isl_tab_free(tab);
9836         isl_vec_free(bound);
9837         return 0;
9838 error:
9839         isl_tab_free(tab);
9840         isl_vec_free(bound);
9841         return -1;
9842 }
9843
9844 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9845         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9846 {
9847         if (!bset || !signs)
9848                 return -1;
9849         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9850                 return -1);
9851
9852         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9853         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9854 }
9855
9856 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9857  * In particular, for each output dimension, check that there is
9858  * an equality that defines the output dimension in terms of
9859  * earlier dimensions.
9860  */
9861 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9862 {
9863         int i, j;
9864         unsigned total;
9865         unsigned n_out;
9866         unsigned o_out;
9867
9868         if (!bmap)
9869                 return -1;
9870
9871         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9872         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9873         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9874
9875         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9876                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9877                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9878                                 continue;
9879                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9880                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9881                                 break;
9882                 }
9883                 if (j >= bmap->n_eq)
9884                         return 0;
9885         }
9886
9887         return 1;
9888 }
9889
9890 /* Check if the given basic map is single-valued.
9891  * We simply compute
9892  *
9893  *      M \circ M^-1
9894  *
9895  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9896  */
9897 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9898 {
9899         isl_space *space;
9900         isl_basic_map *test;
9901         isl_basic_map *id;
9902         int sv;
9903
9904         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9905         if (sv < 0 || sv)
9906                 return sv;
9907
9908         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9909         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9910
9911         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9912         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9913         id = isl_basic_map_identity(space);
9914
9915         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9916
9917         isl_basic_map_free(test);
9918         isl_basic_map_free(id);
9919
9920         return sv;
9921 }
9922
9923 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9924  */
9925 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9926 {
9927         if (!map)
9928                 return -1;
9929         if (map->n == 0)
9930                 return 1;
9931         if (map->n >= 2)
9932                 return 0;
9933
9934         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9935 }
9936
9937 /* Check if the given map is single-valued.
9938  * We simply compute
9939  *
9940  *      M \circ M^-1
9941  *
9942  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9943  */
9944 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9945 {
9946         isl_space *dim;
9947         isl_map *test;
9948         isl_map *id;
9949         int sv;
9950
9951         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9952         if (sv < 0 || sv)
9953                 return sv;
9954
9955         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9956         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9957
9958         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9959         id = isl_map_identity(dim);
9960
9961         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9962
9963         isl_map_free(test);
9964         isl_map_free(id);
9965
9966         return sv;
9967 }
9968
9969 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9970 {
9971         int in;
9972
9973         map = isl_map_copy(map);
9974         map = isl_map_reverse(map);
9975         in = isl_map_is_single_valued(map);
9976         isl_map_free(map);
9977
9978         return in;
9979 }
9980
9981 /* Check if the given map is obviously injective.
9982  */
9983 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9984 {
9985         int in;
9986
9987         map = isl_map_copy(map);
9988         map = isl_map_reverse(map);
9989         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9990         isl_map_free(map);
9991
9992         return in;
9993 }
9994
9995 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9996 {
9997         int sv;
9998
9999         sv = isl_map_is_single_valued(map);
10000         if (sv < 0 || !sv)
10001                 return sv;
10002
10003         return isl_map_is_injective(map);
10004 }
10005
10006 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
10007 {
10008         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
10009 }
10010
10011 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
10012 {
10013         int ok;
10014         isl_set *delta;
10015
10016         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
10017         ok = isl_set_is_singleton(delta);
10018         isl_set_free(delta);
10019
10020         return ok;
10021 }
10022
10023 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
10024 {
10025         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
10026                 return 0;
10027         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
10028                 return 0;
10029         return 1;
10030 }
10031
10032 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
10033 {
10034         int i, j;
10035         unsigned nvar;
10036         unsigned ovar;
10037
10038         if (!bset)
10039                 return -1;
10040
10041         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
10042                 return 0;
10043
10044         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
10045         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
10046         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
10047                 int lower = 0, upper = 0;
10048                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10049                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
10050                                 continue;
10051                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
10052                                 return 0;
10053                         break;
10054                 }
10055                 if (i < bset->n_eq)
10056                         continue;
10057                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10058                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
10059                                 continue;
10060                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
10061                                 return 0;
10062                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
10063                                 lower = 1;
10064                         else
10065                                 upper = 1;
10066                 }
10067                 if (!lower || !upper)
10068                         return 0;
10069         }
10070
10071         return 1;
10072 }
10073
10074 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
10075 {
10076         if (!set)
10077                 return -1;
10078         if (set->n != 1)
10079                 return 0;
10080
10081         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
10082 }
10083
10084 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
10085 {
10086         if (!bset)
10087                 return -1;
10088         
10089         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
10090 }
10091
10092 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
10093 {
10094         if (!set)
10095                 return -1;
10096         
10097         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
10098 }
10099
10100 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10101 {
10102         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10103         if (!bmap)
10104                 return NULL;
10105
10106         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
10107         if (!bmap->dim)
10108                 goto error;
10109
10110         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10111
10112         return (isl_basic_set *)bmap;
10113 error:
10114         isl_basic_map_free(bmap);
10115         return NULL;
10116 }
10117
10118 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
10119 {
10120         int i;
10121
10122         map = isl_map_cow(map);
10123         if (!map)
10124                 return NULL;
10125
10126         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10127                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
10128                 if (!map->p[i])
10129                         goto error;
10130         }
10131         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
10132         if (!map->dim)
10133                 goto error;
10134
10135         return (isl_set *)map;
10136 error:
10137         isl_map_free(map);
10138         return NULL;
10139 }
10140
10141 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
10142 {
10143         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10144         if (!bset)
10145                 return NULL;
10146
10147         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
10148         if (!bset->dim)
10149                 goto error;
10150
10151         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
10152
10153         return (isl_basic_map *)bset;
10154 error:
10155         isl_basic_set_free(bset);
10156         return NULL;
10157 }
10158
10159 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
10160 {
10161         int i;
10162
10163         if (!set)
10164                 return NULL;
10165
10166         if (!isl_set_is_wrapping(set))
10167                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
10168                         goto error);
10169
10170         set = isl_set_cow(set);
10171         if (!set)
10172                 return NULL;
10173
10174         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
10175                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
10176                 if (!set->p[i])
10177                         goto error;
10178         }
10179
10180         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
10181         if (!set->dim)
10182                 goto error;
10183
10184         return (isl_map *)set;
10185 error:
10186         isl_set_free(set);
10187         return NULL;
10188 }
10189
10190 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10191         enum isl_dim_type type)
10192 {
10193         if (!bmap)
10194                 return NULL;
10195
10196         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
10197                 return bmap;
10198
10199         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10200         if (!bmap)
10201                 return NULL;
10202
10203         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
10204         if (!bmap->dim)
10205                 goto error;
10206
10207         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10208
10209         return bmap;
10210 error:
10211         isl_basic_map_free(bmap);
10212         return NULL;
10213 }
10214
10215 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
10216         enum isl_dim_type type)
10217 {
10218         int i;
10219
10220         if (!map)
10221                 return NULL;
10222
10223         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
10224                 return map;
10225
10226         map = isl_map_cow(map);
10227         if (!map)
10228                 return NULL;
10229
10230         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10231                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
10232                 if (!map->p[i])
10233                         goto error;
10234         }
10235         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
10236         if (!map->dim)
10237                 goto error;
10238
10239         return map;
10240 error:
10241         isl_map_free(map);
10242         return NULL;
10243 }
10244
10245 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10246 {
10247         if (!bmap)
10248                 return NULL;
10249
10250         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
10251                 return bmap;
10252
10253         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10254         if (!bmap)
10255                 return NULL;
10256
10257         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
10258         if (!bmap->dim)
10259                 goto error;
10260
10261         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10262
10263         return bmap;
10264 error:
10265         isl_basic_map_free(bmap);
10266         return NULL;
10267 }
10268
10269 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
10270 {
10271         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
10272 }
10273
10274 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
10275         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10276 {
10277         if (!bmap)
10278                 return NULL;
10279
10280         if (!bmap->dim->nested[0])
10281                 return bmap;
10282
10283         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10284         if (!bmap)
10285                 return NULL;
10286
10287         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
10288         if (!bmap->dim)
10289                 goto error;
10290
10291         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10292
10293         return bmap;
10294 error:
10295         isl_basic_map_free(bmap);
10296         return NULL;
10297 }
10298
10299 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
10300         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10301 {
10302         if (!bmap)
10303                 return NULL;
10304
10305         if (!bmap->dim->nested[1])
10306                 return bmap;
10307
10308         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10309         if (!bmap)
10310                 return NULL;
10311
10312         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
10313         if (!bmap->dim)
10314                 goto error;
10315
10316         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10317
10318         return bmap;
10319 error:
10320         isl_basic_map_free(bmap);
10321         return NULL;
10322 }
10323
10324 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
10325 {
10326         int i;
10327
10328         if (!map)
10329                 return NULL;
10330
10331         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
10332                 return map;
10333
10334         map = isl_map_cow(map);
10335         if (!map)
10336                 return NULL;
10337
10338         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10339                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
10340                 if (!map->p[i])
10341                         goto error;
10342         }
10343         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
10344         if (!map->dim)
10345                 goto error;
10346
10347         return map;
10348 error:
10349         isl_map_free(map);
10350         return NULL;
10351 }
10352
10353 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
10354 {
10355         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
10356 }
10357
10358 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
10359 {
10360         isl_space *dim, *flat_dim;
10361         isl_map *map;
10362
10363         dim = isl_set_get_space(set);
10364         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
10365         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
10366         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
10367
10368         return map;
10369 }
10370
10371 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
10372 {
10373         int i;
10374
10375         if (!map)
10376                 return NULL;
10377
10378         if (!map->dim->nested[0])
10379                 return map;
10380
10381         map = isl_map_cow(map);
10382         if (!map)
10383                 return NULL;
10384
10385         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10386                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
10387                 if (!map->p[i])
10388                         goto error;
10389         }
10390         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
10391         if (!map->dim)
10392                 goto error;
10393
10394         return map;
10395 error:
10396         isl_map_free(map);
10397         return NULL;
10398 }
10399
10400 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
10401 {
10402         int i;
10403
10404         if (!map)
10405                 return NULL;
10406
10407         if (!map->dim->nested[1])
10408                 return map;
10409
10410         map = isl_map_cow(map);
10411         if (!map)
10412                 return NULL;
10413
10414         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10415                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
10416                 if (!map->p[i])
10417                         goto error;
10418         }
10419         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
10420         if (!map->dim)
10421                 goto error;
10422
10423         return map;
10424 error:
10425         isl_map_free(map);
10426         return NULL;
10427 }
10428
10429 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
10430  * and set the dimension specification to "dim".
10431  */
10432 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10433         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
10434 {
10435         isl_basic_map *res;
10436         unsigned flags;
10437
10438         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10439         if (!bmap || !dim || !dim_map)
10440                 goto error;
10441
10442         flags = bmap->flags;
10443         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
10444         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
10445         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
10446         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
10447                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
10448         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
10449         if (res)
10450                 res->flags = flags;
10451         res = isl_basic_map_finalize(res);
10452         return res;
10453 error:
10454         free(dim_map);
10455         isl_basic_map_free(bmap);
10456         isl_space_free(dim);
10457         return NULL;
10458 }
10459
10460 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10461  */
10462 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10463         __isl_take isl_reordering *r)
10464 {
10465         int i;
10466         struct isl_dim_map *dim_map;
10467
10468         map = isl_map_cow(map);
10469         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10470         if (!map || !r || !dim_map)
10471                 goto error;
10472
10473         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10474                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10475
10476                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10477
10478                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10479                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10480
10481                 if (!map->p[i])
10482                         goto error;
10483         }
10484
10485         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10486
10487         isl_reordering_free(r);
10488         free(dim_map);
10489         return map;
10490 error:
10491         free(dim_map);
10492         isl_map_free(map);
10493         isl_reordering_free(r);
10494         return NULL;
10495 }
10496
10497 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10498         __isl_take isl_reordering *r)
10499 {
10500         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10501 }
10502
10503 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10504         __isl_take isl_space *model)
10505 {
10506         isl_ctx *ctx;
10507
10508         if (!map || !model)
10509                 goto error;
10510
10511         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10512         if (!isl_space_has_named_params(model))
10513                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10514                         "model has unnamed parameters", goto error);
10515         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10516                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10517                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10518         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10519                 isl_reordering *exp;
10520
10521                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10522                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10523                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10524                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10525                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10526                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10527                 map = isl_map_realign(map, exp);
10528         }
10529
10530         isl_space_free(model);
10531         return map;
10532 error:
10533         isl_space_free(model);
10534         isl_map_free(map);
10535         return NULL;
10536 }
10537
10538 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10539         __isl_take isl_space *model)
10540 {
10541         return isl_map_align_params(set, model);
10542 }
10543
10544 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10545  * additional parameters if needed.
10546  */
10547 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10548         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10549 {
10550         isl_ctx *ctx;
10551
10552         if (!bmap || !model)
10553                 goto error;
10554
10555         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10556         if (!isl_space_has_named_params(model))
10557                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10558                         "model has unnamed parameters", goto error);
10559         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10560                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10561                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10562         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10563                 isl_reordering *exp;
10564                 struct isl_dim_map *dim_map;
10565
10566                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10567                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10568                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10569                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10570                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10571                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10572                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10573                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10574                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10575                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10576                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10577                 isl_reordering_free(exp);
10578                 free(dim_map);
10579         }
10580
10581         isl_space_free(model);
10582         return bmap;
10583 error:
10584         isl_space_free(model);
10585         isl_basic_map_free(bmap);
10586         return NULL;
10587 }
10588
10589 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10590  * additional parameters if needed.
10591  */
10592 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10593         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10594 {
10595         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10596 }
10597
10598 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10599                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10600                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10601                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10602 {
10603         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10604         struct isl_mat *mat;
10605         int i, j, k;
10606         int pos;
10607
10608         if (!bmap)
10609                 return NULL;
10610         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10611                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10612         if (!mat)
10613                 return NULL;
10614         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10615                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10616                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10617                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10618                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10619                                             bmap->eq[i][off + k]);
10620                                 ++pos;
10621                         }
10622                 }
10623
10624         return mat;
10625 }
10626
10627 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10628                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10629                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10630                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10631 {
10632         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10633         struct isl_mat *mat;
10634         int i, j, k;
10635         int pos;
10636
10637         if (!bmap)
10638                 return NULL;
10639         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10640                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10641         if (!mat)
10642                 return NULL;
10643         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10644                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10645                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10646                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10647                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10648                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10649                                 ++pos;
10650                         }
10651                 }
10652
10653         return mat;
10654 }
10655
10656 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10657         __isl_take isl_space *dim,
10658         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10659         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10660         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10661 {
10662         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10663         isl_basic_map *bmap;
10664         unsigned total;
10665         unsigned extra;
10666         int i, j, k, l;
10667         int pos;
10668
10669         if (!dim || !eq || !ineq)
10670                 goto error;
10671
10672         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10673                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10674                         "equalities and inequalities matrices should have "
10675                         "same number of columns", goto error);
10676
10677         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10678
10679         if (eq->n_col < total)
10680                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10681                         "number of columns too small", goto error);
10682
10683         extra = eq->n_col - total;
10684
10685         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10686                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10687         if (!bmap)
10688                 goto error;
10689         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10690                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10691                 if (k < 0)
10692                         goto error;
10693                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10694         }
10695         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10696                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10697                 if (l < 0)
10698                         goto error;
10699                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10700                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10701                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10702                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10703                                             eq->row[i][pos]);
10704                                 ++pos;
10705                         }
10706                 }
10707         }
10708         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10709                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10710                 if (l < 0)
10711                         goto error;
10712                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10713                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10714                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10715                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10716                                             ineq->row[i][pos]);
10717                                 ++pos;
10718                         }
10719                 }
10720         }
10721
10722         isl_space_free(dim);
10723         isl_mat_free(eq);
10724         isl_mat_free(ineq);
10725
10726         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10727         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10728 error:
10729         isl_space_free(dim);
10730         isl_mat_free(eq);
10731         isl_mat_free(ineq);
10732         return NULL;
10733 }
10734
10735 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10736         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10737         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10738 {
10739         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10740                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10741 }
10742
10743 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10744         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10745         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10746 {
10747         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10748                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10749 }
10750
10751 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10752         __isl_take isl_space *dim,
10753         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10754         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10755 {
10756         return (isl_basic_set*)
10757             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10758                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10759 }
10760
10761 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10762 {
10763         if (!bmap)
10764                 return -1;
10765         
10766         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10767 }
10768
10769 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10770 {
10771         if (!map)
10772                 return -1;
10773         
10774         return isl_space_can_zip(map->dim);
10775 }
10776
10777 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10778  * (A -> C) -> (B -> D).
10779  */
10780 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10781 {
10782         unsigned pos;
10783         unsigned n1;
10784         unsigned n2;
10785
10786         if (!bmap)
10787                 return NULL;
10788
10789         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10790                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10791                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10792         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10793                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10794         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10795         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10796         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10797         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10798         if (!bmap)
10799                 return NULL;
10800         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10801         if (!bmap->dim)
10802                 goto error;
10803         return bmap;
10804 error:
10805         isl_basic_map_free(bmap);
10806         return NULL;
10807 }
10808
10809 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10810  * (A -> C) -> (B -> D).
10811  */
10812 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10813 {
10814         int i;
10815
10816         if (!map)
10817                 return NULL;
10818
10819         if (!isl_map_can_zip(map))
10820                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10821                         goto error);
10822
10823         map = isl_map_cow(map);
10824         if (!map)
10825                 return NULL;
10826
10827         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10828                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10829                 if (!map->p[i])
10830                         goto error;
10831         }
10832
10833         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10834         if (!map->dim)
10835                 goto error;
10836
10837         return map;
10838 error:
10839         isl_map_free(map);
10840         return NULL;
10841 }
10842
10843 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10844  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10845  */
10846 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10847 {
10848         if (!bmap)
10849                 return -1;
10850
10851         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10852 }
10853
10854 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10855  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10856  */
10857 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10858 {
10859         if (!map)
10860                 return -1;
10861
10862         return isl_space_can_curry(map->dim);
10863 }
10864
10865 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10866  * A -> (B -> C).
10867  */
10868 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10869 {
10870
10871         if (!bmap)
10872                 return NULL;
10873
10874         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10875                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10876                         "basic map cannot be curried", goto error);
10877         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10878         if (!bmap)
10879                 return NULL;
10880         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10881         if (!bmap->dim)
10882                 goto error;
10883         return bmap;
10884 error:
10885         isl_basic_map_free(bmap);
10886         return NULL;
10887 }
10888
10889 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10890  * A -> (B -> C).
10891  */
10892 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10893 {
10894         int i;
10895
10896         if (!map)
10897                 return NULL;
10898
10899         if (!isl_map_can_curry(map))
10900                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10901                         goto error);
10902
10903         map = isl_map_cow(map);
10904         if (!map)
10905                 return NULL;
10906
10907         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10908                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10909                 if (!map->p[i])
10910                         goto error;
10911         }
10912
10913         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10914         if (!map->dim)
10915                 goto error;
10916
10917         return map;
10918 error:
10919         isl_map_free(map);
10920         return NULL;
10921 }
10922
10923 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10924  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10925  */
10926 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10927 {
10928         if (!bmap)
10929                 return -1;
10930
10931         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10932 }
10933
10934 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10935  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10936  */
10937 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10938 {
10939         if (!map)
10940                 return -1;
10941
10942         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10943 }
10944
10945 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10946  * (A -> B) -> C.
10947  */
10948 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10949 {
10950
10951         if (!bmap)
10952                 return NULL;
10953
10954         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10955                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10956                         "basic map cannot be uncurried",
10957                         return isl_basic_map_free(bmap));
10958         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10959         if (!bmap)
10960                 return NULL;
10961         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10962         if (!bmap->dim)
10963                 return isl_basic_map_free(bmap);
10964         return bmap;
10965 }
10966
10967 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10968  * (A -> B) -> C.
10969  */
10970 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10971 {
10972         int i;
10973
10974         if (!map)
10975                 return NULL;
10976
10977         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10978                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10979                         return isl_map_free(map));
10980
10981         map = isl_map_cow(map);
10982         if (!map)
10983                 return NULL;
10984
10985         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10986                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10987                 if (!map->p[i])
10988                         return isl_map_free(map);
10989         }
10990
10991         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10992         if (!map->dim)
10993                 return isl_map_free(map);
10994
10995         return map;
10996 }
10997
10998 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10999  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
11000  */
11001 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
11002 {
11003         int k;
11004         int pos;
11005         isl_local_space *ls;
11006         isl_basic_map *bmap;
11007
11008         if (!aff)
11009                 return NULL;
11010
11011         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
11012         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
11013         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
11014         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11015         if (k < 0)
11016                 goto error;
11017
11018         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
11019         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
11020         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
11021         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
11022                     aff->v->size - (pos + 1));
11023
11024         isl_aff_free(aff);
11025         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11026         return bmap;
11027 error:
11028         isl_aff_free(aff);
11029         isl_basic_map_free(bmap);
11030         return NULL;
11031 }
11032
11033 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
11034  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
11035  */
11036 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
11037 {
11038         isl_basic_map *bmap;
11039
11040         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
11041         return isl_map_from_basic_map(bmap);
11042 }
11043
11044 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
11045  * to its range, with each dimension in the range equated to the
11046  * corresponding affine expression.
11047  */
11048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
11049         __isl_take isl_multi_aff *maff)
11050 {
11051         int i;
11052         isl_space *space;
11053         isl_basic_map *bmap;
11054
11055         if (!maff)
11056                 return NULL;
11057
11058         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
11059                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
11060                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
11061
11062         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
11063         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
11064
11065         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
11066                 isl_aff *aff;
11067                 isl_basic_map *bmap_i;
11068
11069                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
11070                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
11071
11072                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
11073         }
11074
11075         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
11076
11077         isl_multi_aff_free(maff);
11078         return bmap;
11079 }
11080
11081 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
11082  * to its range, with each dimension in the range equated to the
11083  * corresponding affine expression.
11084  */
11085 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
11086 {
11087         isl_basic_map *bmap;
11088
11089         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
11090         return isl_map_from_basic_map(bmap);
11091 }
11092
11093 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
11094  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
11095  * where each coordinate in the range is prescribed by the
11096  * corresponding affine expression.
11097  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
11098  * domain_dim.
11099  */
11100 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
11101         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
11102 {
11103         int i;
11104         isl_space *dim;
11105         isl_basic_map *bmap;
11106
11107         if (!list)
11108                 return NULL;
11109
11110         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
11111         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
11112
11113         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
11114                 isl_aff *aff;
11115                 isl_basic_map *bmap_i;
11116
11117                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
11118                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
11119
11120                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
11121         }
11122
11123         isl_aff_list_free(list);
11124         return bmap;
11125 }
11126
11127 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
11128         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11129 {
11130         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
11131 }
11132
11133 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
11134  */
11135 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
11136         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11137 {
11138         isl_basic_map *bmap = NULL;
11139         int i;
11140
11141         if (!space)
11142                 return NULL;
11143
11144         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
11145                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11146                         "index out of bounds", goto error);
11147         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
11148                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11149                         "index out of bounds", goto error);
11150
11151         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11152                 return isl_basic_map_universe(space);
11153
11154         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
11155         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11156         if (i < 0)
11157                 goto error;
11158         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11159         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11160         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11161         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
11162         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
11163         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11164         isl_space_free(space);
11165         return bmap;
11166 error:
11167         isl_space_free(space);
11168         isl_basic_map_free(bmap);
11169         return NULL;
11170 }
11171
11172 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
11173  */
11174 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11175         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11176 {
11177         isl_basic_map *eq;
11178
11179         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
11180
11181         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
11182
11183         return bmap;
11184 }
11185
11186 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
11187  */
11188 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
11189         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11190 {
11191         isl_basic_map *bmap;
11192
11193         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
11194
11195         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11196
11197         return map;
11198 }
11199
11200 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
11201  */
11202 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
11203         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11204 {
11205         isl_basic_map *bmap = NULL;
11206         int i;
11207
11208         if (!map)
11209                 return NULL;
11210
11211         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
11212                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11213                         "index out of bounds", goto error);
11214         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
11215                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11216                         "index out of bounds", goto error);
11217
11218         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
11219         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11220         if (i < 0)
11221                 goto error;
11222         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11223         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11224         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11225         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
11226         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
11227         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11228
11229         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11230
11231         return map;
11232 error:
11233         isl_basic_map_free(bmap);
11234         isl_map_free(map);
11235         return NULL;
11236 }
11237
11238 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11239  * greater than or equal to that of the second.
11240  */
11241 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11242         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11243 {
11244         isl_constraint *c;
11245         isl_local_space *ls;
11246
11247         if (!bmap)
11248                 return NULL;
11249
11250         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
11251                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11252                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11253         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
11254                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11255                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11256
11257         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11258                 return bmap;
11259
11260         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
11261         c = isl_inequality_alloc(ls);
11262         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
11263         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
11264         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
11265
11266         return bmap;
11267 }
11268
11269 /* Construct a basic map where the value of the first dimension is
11270  * greater than that of the second.
11271  */
11272 static __isl_give isl_basic_map *greator(__isl_take isl_space *space,
11273         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11274 {
11275         isl_basic_map *bmap = NULL;
11276         int i;
11277
11278         if (!space)
11279                 return NULL;
11280
11281         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
11282                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11283                         "index out of bounds", goto error);
11284         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
11285                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11286                         "index out of bounds", goto error);
11287
11288         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11289                 return isl_basic_map_empty(space);
11290
11291         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, 0, 0, 1);
11292         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
11293         if (i < 0)
11294                 goto error;
11295         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11296         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11297         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11298         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
11299         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
11300         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
11301         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11302
11303         return bmap;
11304 error:
11305         isl_space_free(space);
11306         isl_basic_map_free(bmap);
11307         return NULL;
11308 }
11309
11310 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11311  * greater than that of the second.
11312  */
11313 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_gt(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11314         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11315 {
11316         isl_basic_map *gt;
11317
11318         gt = greator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
11319
11320         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, gt);
11321
11322         return bmap;
11323 }
11324
11325 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11326  * greater than that of the second.
11327  */
11328 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
11329         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11330 {
11331         isl_basic_map *bmap;
11332
11333         bmap = greator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
11334
11335         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11336
11337         return map;
11338 }
11339
11340 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11341  * smaller than that of the second.
11342  */
11343 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
11344         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11345 {
11346         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
11347 }
11348
11349 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11350         int pos)
11351 {
11352         isl_aff *div;
11353         isl_local_space *ls;
11354
11355         if (!bmap)
11356                 return NULL;
11357
11358         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
11359                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11360                         "some divs are unknown", return NULL);
11361
11362         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
11363         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
11364         isl_local_space_free(ls);
11365
11366         return div;
11367 }
11368
11369 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11370         int pos)
11371 {
11372         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
11373 }
11374
11375 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
11376  *
11377  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
11378  *
11379  *      f/d
11380  *
11381  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
11382  *
11383  *      floor((a i + g)/m)
11384  *
11385  * is replaced by
11386  *
11387  *      floor((a f + d g)/(m d))
11388  *
11389  * Constraints of the form
11390  *
11391  *      a i + g
11392  *
11393  * are replaced by
11394  *
11395  *      a f + d g
11396  *
11397  * We currently require that "subs" is an integral expression.
11398  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
11399  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
11400  */
11401 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
11402         __isl_take isl_basic_set *bset,
11403         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11404 {
11405         int i;
11406         isl_int v;
11407         isl_ctx *ctx;
11408
11409         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
11410                 return bset;
11411
11412         bset = isl_basic_set_cow(bset);
11413         if (!bset || !subs)
11414                 goto error;
11415
11416         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
11417         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
11418                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11419                         "spaces don't match", goto error);
11420         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
11421                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
11422                         "cannot handle divs yet", goto error);
11423         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
11424                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11425                         "can only substitute integer expressions", goto error);
11426
11427         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
11428
11429         isl_int_init(v);
11430
11431         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11432                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
11433                         continue;
11434                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
11435                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
11436                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
11437                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11438         }
11439
11440         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11441                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
11442                         continue;
11443                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
11444                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
11445                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
11446                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11447         }
11448
11449         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11450                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
11451                         continue;
11452                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
11453                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
11454                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
11455                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
11456                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11457                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
11458         }
11459
11460         isl_int_clear(v);
11461
11462         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
11463         return isl_basic_set_finalize(bset);
11464 error:
11465         isl_basic_set_free(bset);
11466         return NULL;
11467 }
11468
11469 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
11470  */
11471 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
11472         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11473 {
11474         int i;
11475
11476         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
11477                 return set;
11478
11479         set = isl_set_cow(set);
11480         if (!set || !subs)
11481                 goto error;
11482
11483         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11484                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11485                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11486                         goto error;
11487         }
11488
11489         return set;
11490 error:
11491         isl_set_free(set);
11492         return NULL;
11493 }
11494
11495 /* Check if the range of "ma" is compatible with the domain or range
11496  * (depending on "type") of "bmap".
11497  * Return -1 if anything is wrong.
11498  */
11499 static int check_basic_map_compatible_range_multi_aff(
11500         __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
11501         __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11502 {
11503         int m;
11504         isl_space *ma_space;
11505
11506         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11507         m = isl_space_tuple_match(bmap->dim, type, ma_space, isl_dim_out);
11508         isl_space_free(ma_space);
11509         if (m >= 0 && !m)
11510                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11511                         "spaces don't match", return -1);
11512         return m;
11513 }
11514
11515 /* Copy the divs from "ma" to "bmap", adding zeros for the "n_before"
11516  * coefficients before the transformed range of dimensions,
11517  * the "n_after" coefficients after the transformed range of dimensions
11518  * and the coefficients of the other divs in "bmap".
11519  */
11520 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11521         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_before, int n_after, int n_div)
11522 {
11523         int i;
11524         int n_param;
11525         int n_set;
11526         isl_local_space *ls;
11527
11528         if (n_div == 0)
11529                 return 0;
11530
11531         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11532         if (!ls)
11533                 return -1;
11534
11535         n_param = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_param);
11536         n_set = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_set);
11537         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11538                 int o_bmap = 0, o_ls = 0;
11539
11540                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], 1 + 1 + n_param);
11541                 o_bmap += 1 + 1 + n_param;
11542                 o_ls += 1 + 1 + n_param;
11543                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, n_before);
11544                 o_bmap += n_before;
11545                 isl_seq_cpy(bmap->div[i] + o_bmap,
11546                             ls->div->row[i] + o_ls, n_set);
11547                 o_bmap += n_set;
11548                 o_ls += n_set;
11549                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, n_after);
11550                 o_bmap += n_after;
11551                 isl_seq_cpy(bmap->div[i] + o_bmap,
11552                             ls->div->row[i] + o_ls, n_div);
11553                 o_bmap += n_div;
11554                 o_ls += n_div;
11555                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, bmap->n_div - n_div);
11556                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
11557                         goto error;
11558         }
11559
11560         isl_local_space_free(ls);
11561         return 0;
11562 error:
11563         isl_local_space_free(ls);
11564         return -1;
11565 }
11566
11567 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11568  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11569  * different from one?
11570  */
11571 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11572 {
11573         int i;
11574         int strides = 0;
11575
11576         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11577                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11578                         strides++;
11579
11580         return strides;
11581 }
11582
11583 /* For each affine expression in ma of the form
11584  *
11585  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11586  *
11587  * with m_i different from one, add a constraint to "bmap"
11588  * of the form
11589  *
11590  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11591  *
11592  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11593  */
11594 static __isl_give isl_basic_map *add_ma_strides(
11595         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_multi_aff *ma,
11596         int n_before, int n_after)
11597 {
11598         int i, k;
11599         int div;
11600         int total;
11601         int n_param;
11602         int n_in;
11603         int n_div;
11604
11605         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
11606         n_param = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_param);
11607         n_in = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_in);
11608         n_div = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_div);
11609         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11610                 int o_bmap = 0, o_ma = 1;
11611
11612                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11613                         continue;
11614                 div = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
11615                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11616                 if (div < 0 || k < 0)
11617                         goto error;
11618                 isl_int_set_si(bmap->div[div][0], 0);
11619                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11620                             ma->p[i]->v->el + o_ma, 1 + n_param);
11621                 o_bmap += 1 + n_param;
11622                 o_ma += 1 + n_param;
11623                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, n_before);
11624                 o_bmap += n_before;
11625                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11626                             ma->p[i]->v->el + o_ma, n_in);
11627                 o_bmap += n_in;
11628                 o_ma += n_in;
11629                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, n_after);
11630                 o_bmap += n_after;
11631                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11632                             ma->p[i]->v->el + o_ma, n_div);
11633                 o_bmap += n_div;
11634                 o_ma += n_div;
11635                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, 1 + total - o_bmap);
11636                 isl_int_neg(bmap->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11637                 total++;
11638         }
11639
11640         return bmap;
11641 error:
11642         isl_basic_map_free(bmap);
11643         return NULL;
11644 }
11645
11646 /* Replace the domain or range space (depending on "type) of "space" by "set".
11647  */
11648 static __isl_give isl_space *isl_space_set(__isl_take isl_space *space,
11649         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_space *set)
11650 {
11651         if (type == isl_dim_in) {
11652                 space = isl_space_range(space);
11653                 space = isl_space_map_from_domain_and_range(set, space);
11654         } else {
11655                 space = isl_space_domain(space);
11656                 space = isl_space_map_from_domain_and_range(space, set);
11657         }
11658
11659         return space;
11660 }
11661
11662 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11663  * of "bmap" under the function represented by "ma".
11664  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "bmap".
11665  * The result is a basic map that lives in the same space as "bmap"
11666  * except that the domain or range has been replaced by
11667  * the domain space of "ma".
11668  *
11669  * If bmap is represented by
11670  *
11671  *      A(p) + S u + B x + T v + C(divs) >= 0,
11672  *
11673  * where u and x are input and output dimensions if type == isl_dim_out
11674  * while x and v are input and output dimensions if type == isl_dim_in,
11675  * and ma is represented by
11676  *
11677  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11678  *
11679  * then the result is
11680  *
11681  *      A(p) + B D(p) + S u + B F(y) + T v + B G(divs') + C(divs) >= 0
11682  *
11683  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11684  * In particular
11685  *
11686  *      floor((a_i(p) + s u + b_i x + t v + c_i(divs))/n_i)
11687  *
11688  * becomes
11689  *
11690  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + s u + b_i F(y) + t v +
11691  *              B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11692  *
11693  * If bmap is not a rational map and if F(y) involves any denominators
11694  *
11695  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11696  *
11697  * then additional constraints are added to ensure that we only
11698  * map back integer points.  That is we enforce
11699  *
11700  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11701  *
11702  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11703  *
11704  * We first copy over the divs from "ma".
11705  * Then we add the modified constraints and divs from "bmap".
11706  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11707  */
11708 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_preimage_multi_aff(
11709         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
11710         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11711 {
11712         int i, k;
11713         isl_space *space;
11714         isl_basic_map *res = NULL;
11715         int n_before, n_after, n_div_bmap, n_div_ma;
11716         isl_int f, c1, c2, g;
11717         int rational, strides;
11718
11719         isl_int_init(f);
11720         isl_int_init(c1);
11721         isl_int_init(c2);
11722         isl_int_init(g);
11723
11724         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11725         if (!bmap || !ma)
11726                 goto error;
11727         if (check_basic_map_compatible_range_multi_aff(bmap, type, ma) < 0)
11728                 goto error;
11729
11730         if (type == isl_dim_in) {
11731                 n_before = 0;
11732                 n_after = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
11733         } else {
11734                 n_before = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
11735                 n_after = 0;
11736         }
11737         n_div_bmap = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_div);
11738         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11739
11740         space = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11741         space = isl_space_set(isl_basic_map_get_space(bmap), type, space);
11742         rational = isl_basic_map_is_rational(bmap);
11743         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11744         res = isl_basic_map_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bmap + strides,
11745                             bmap->n_eq + strides, bmap->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11746         if (rational)
11747                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
11748
11749         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bmap; ++i)
11750                 if (isl_basic_map_alloc_div(res) < 0)
11751                         goto error;
11752
11753         if (set_ma_divs(res, ma, n_before, n_after, n_div_ma) < 0)
11754                 goto error;
11755
11756         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
11757                 k = isl_basic_map_alloc_equality(res);
11758                 if (k < 0)
11759                         goto error;
11760                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bmap->eq[i], ma, n_before,
11761                                 n_after, n_div_ma, n_div_bmap, f, c1, c2, g, 0);
11762         }
11763
11764         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
11765                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(res);
11766                 if (k < 0)
11767                         goto error;
11768                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bmap->ineq[i], ma, n_before,
11769                                 n_after, n_div_ma, n_div_bmap, f, c1, c2, g, 0);
11770         }
11771
11772         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
11773                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0])) {
11774                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11775                         continue;
11776                 }
11777                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bmap->div[i], ma,
11778                                     n_before, n_after, n_div_ma, n_div_bmap,
11779                                     f, c1, c2, g, 1);
11780         }
11781
11782         if (strides)
11783                 res = add_ma_strides(res, ma, n_before, n_after);
11784
11785         isl_int_clear(f);
11786         isl_int_clear(c1);
11787         isl_int_clear(c2);
11788         isl_int_clear(g);
11789         isl_basic_map_free(bmap);
11790         isl_multi_aff_free(ma);
11791         res = isl_basic_set_simplify(res);
11792         return isl_basic_map_finalize(res);
11793 error:
11794         isl_int_clear(f);
11795         isl_int_clear(c1);
11796         isl_int_clear(c2);
11797         isl_int_clear(g);
11798         isl_basic_map_free(bmap);
11799         isl_multi_aff_free(ma);
11800         isl_basic_map_free(res);
11801         return NULL;
11802 }
11803
11804 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11805  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11806  * that lives in the domain space of "ma".
11807  */
11808 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11809         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11810 {
11811         return isl_basic_map_preimage_multi_aff(bset, isl_dim_set, ma);
11812 }
11813
11814 /* Check if the range of "ma" is compatible with the domain or range
11815  * (depending on "type") of "map".
11816  * Return -1 if anything is wrong.
11817  */
11818 static int check_map_compatible_range_multi_aff(
11819         __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
11820         __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11821 {
11822         int m;
11823         isl_space *ma_space;
11824
11825         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11826         m = isl_space_tuple_match(map->dim, type, ma_space, isl_dim_out);
11827         isl_space_free(ma_space);
11828         if (m >= 0 && !m)
11829                 isl_die(isl_map_get_ctx(map), isl_error_invalid,
11830                         "spaces don't match", return -1);
11831         return m;
11832 }
11833
11834 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11835  * of "map" under the function represented by "ma".
11836  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "map".
11837  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11838  * except that the domain or range has been replaced by
11839  * the domain space of "ma".
11840  *
11841  * The parameters are assumed to have been aligned.
11842  */
11843 static __isl_give isl_map *map_preimage_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11844         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11845 {
11846         int i;
11847         isl_space *space;
11848
11849         map = isl_map_cow(map);
11850         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11851         if (!map || !ma)
11852                 goto error;
11853         if (check_map_compatible_range_multi_aff(map, type, ma) < 0)
11854                 goto error;
11855
11856         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
11857                 map->p[i] = isl_basic_map_preimage_multi_aff(map->p[i], type,
11858                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11859                 if (!map->p[i])
11860                         goto error;
11861         }
11862
11863         space = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11864         space = isl_space_set(isl_map_get_space(map), type, space);
11865
11866         isl_space_free(map->dim);
11867         map->dim = space;
11868         if (!map->dim)
11869                 goto error;
11870
11871         isl_multi_aff_free(ma);
11872         if (map->n > 1)
11873                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
11874         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
11875         return map;
11876 error:
11877         isl_multi_aff_free(ma);
11878         isl_map_free(map);
11879         return NULL;
11880 }
11881
11882 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11883  * of "map" under the function represented by "ma".
11884  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "map".
11885  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11886  * except that the domain or range has been replaced by
11887  * the domain space of "ma".
11888  */
11889 __isl_give isl_map *isl_map_preimage_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11890         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11891 {
11892         if (!map || !ma)
11893                 goto error;
11894
11895         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11896                 return map_preimage_multi_aff(map, type, ma);
11897
11898         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
11899             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11900                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11901                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11902         map = isl_map_align_params(map, isl_multi_aff_get_space(ma));
11903         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_map_get_space(map));
11904
11905         return map_preimage_multi_aff(map, type, ma);
11906 error:
11907         isl_multi_aff_free(ma);
11908         return isl_map_free(map);
11909 }
11910
11911 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11912  * In other words, plug in "ma" "set".  The result is a set
11913  * that lives in the domain space of "ma".
11914  */
11915 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11916         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11917 {
11918         return isl_map_preimage_multi_aff(set, isl_dim_set, ma);
11919 }
11920
11921 /* Compute the preimage of the domain of "map" under the function
11922  * represented by "ma".
11923  * In other words, plug in "ma" in the domain of "map".
11924  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11925  * except that the domain has been replaced by the domain space of "ma".
11926  */
11927 __isl_give isl_map *isl_map_preimage_domain_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11928         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11929 {
11930         return isl_map_preimage_multi_aff(map, isl_dim_in, ma);
11931 }
11932
11933 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11934  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11935  * that lives in the domain space of "pma".
11936  */
11937 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11938         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11939 {
11940         int i;
11941         isl_set *res;
11942
11943         if (!pma)
11944                 goto error;
11945
11946         if (pma->n == 0) {
11947                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11948                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11949                 isl_set_free(set);
11950                 return res;
11951         }
11952
11953         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11954                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11955         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11956
11957         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11958                 isl_set *res_i;
11959
11960                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11961                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11962                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11963                 res = isl_set_union(res, res_i);
11964         }
11965
11966         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11967         isl_set_free(set);
11968         return res;
11969 error:
11970         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11971         isl_set_free(set);
11972         return NULL;
11973 }
11974
11975 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11976         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11977 {
11978         if (!set || !pma)
11979                 goto error;
11980
11981         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11982                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11983
11984         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11985             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11986                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11987                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11988         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11989         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11990
11991         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11992 error:
11993         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11994         return isl_set_free(set);
11995 }