isl_basic_set_opt: avoid invalid access on error path
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1149  *
1150  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1151  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1152  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1153  * change in the ordering of the constraints.
1154  */
1155 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1156                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1157 {
1158         isl_int *t;
1159
1160         t = bmap->ineq[pos];
1161         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1162         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1163         bmap->eq[-1] = t;
1164         bmap->n_eq++;
1165         bmap->n_ineq--;
1166         bmap->eq--;
1167         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1168         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1169         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1170         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1171 }
1172
1173 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1174 {
1175         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1176 }
1177
1178 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1179 {
1180         struct isl_ctx *ctx;
1181         if (!bmap)
1182                 return -1;
1183         ctx = bmap->ctx;
1184         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1185         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1186         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1187         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1188         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1189         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1190                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1191                       bmap->extra - bmap->n_div);
1192         return bmap->n_ineq++;
1193 }
1194
1195 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1196 {
1197         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1205         bmap->n_ineq -= n;
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1210 {
1211         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1212 }
1213
1214 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1215 {
1216         isl_int *t;
1217         if (!bmap)
1218                 return -1;
1219         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1220
1221         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1222                 t = bmap->ineq[pos];
1223                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1224                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1225                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1226         }
1227         bmap->n_ineq--;
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1232 {
1233         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1234 }
1235
1236 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1237         isl_int *eq)
1238 {
1239         int k;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1245         if (k < 0)
1246                 goto error;
1247         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1248         return bmap;
1249 error:
1250         isl_basic_map_free(bmap);
1251         return NULL;
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1255         isl_int *eq)
1256 {
1257         return (isl_basic_set *)
1258                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1259 }
1260
1261 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1262         isl_int *ineq)
1263 {
1264         int k;
1265
1266         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1267         if (!bmap)
1268                 return NULL;
1269         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1270         if (k < 0)
1271                 goto error;
1272         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1273         return bmap;
1274 error:
1275         isl_basic_map_free(bmap);
1276         return NULL;
1277 }
1278
1279 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1280         isl_int *ineq)
1281 {
1282         return (isl_basic_set *)
1283                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1284 }
1285
1286 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1287 {
1288         if (!bmap)
1289                 return -1;
1290         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1291         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1292                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1293                       bmap->extra - bmap->n_div);
1294         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1295         return bmap->n_div++;
1296 }
1297
1298 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1299 {
1300         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1301 }
1302
1303 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1304 {
1305         if (!bmap)
1306                 return -1;
1307         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1308         bmap->n_div -= n;
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1313 {
1314         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1315 }
1316
1317 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1318  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1319  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1320  * variables.
1321  */
1322 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1323                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1324                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1325 {
1326         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1327         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1328         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1329         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1330         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1331         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1332         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1333         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1334         if (dst_nparam > src_nparam)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1336                                 dst_nparam - src_nparam);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1339                     src+1+src_nparam,
1340                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1341         if (dst_in-in_off > src_in)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1343                                 dst_in - in_off - src_in);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in,
1347                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1348         if (dst_out-out_off > src_out)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1350                                 dst_out - out_off - src_out);
1351         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1352         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1353                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1354                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1355         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1356                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1357                                 div_off+src_map->n_div,
1358                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1359 }
1360
1361 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1362                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1363                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1364 {
1365         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1366         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1367 }
1368
1369 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1370                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1371 {
1372         int i;
1373         unsigned div_off;
1374
1375         if (!bmap1 || !bmap2)
1376                 goto error;
1377
1378         div_off = bmap1->n_div;
1379
1380         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1381                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1382                 if (i1 < 0)
1383                         goto error;
1384                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1385                                 i_pos, o_pos, div_off);
1386         }
1387
1388         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1389                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1390                 if (i1 < 0)
1391                         goto error;
1392                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1393                                 i_pos, o_pos, div_off);
1394         }
1395
1396         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1397                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1398                 if (i1 < 0)
1399                         goto error;
1400                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1401                          i_pos, o_pos, div_off);
1402         }
1403
1404         isl_basic_map_free(bmap2);
1405
1406         return bmap1;
1407
1408 error:
1409         isl_basic_map_free(bmap1);
1410         isl_basic_map_free(bmap2);
1411         return NULL;
1412 }
1413
1414 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1415                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1416 {
1417         return (struct isl_basic_set *)
1418                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1419                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1420 }
1421
1422 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1423                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1424                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1425 {
1426         struct isl_basic_map *ext;
1427         unsigned flags;
1428         int dims_ok;
1429
1430         if (!dim)
1431                 goto error;
1432
1433         if (!base)
1434                 goto error;
1435
1436         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1437                   base->extra >= base->n_div + extra;
1438
1439         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1440                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1441                 isl_space_free(dim);
1442                 return base;
1443         }
1444
1445         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1446         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1447         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1448         extra += base->extra;
1449         n_eq += base->n_eq;
1450         n_ineq += base->n_ineq;
1451
1452         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1453         dim = NULL;
1454         if (!ext)
1455                 goto error;
1456
1457         if (dims_ok)
1458                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1459         flags = base->flags;
1460         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1461         if (ext) {
1462                 ext->flags = flags;
1463                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1464         }
1465
1466         return ext;
1467
1468 error:
1469         isl_space_free(dim);
1470         isl_basic_map_free(base);
1471         return NULL;
1472 }
1473
1474 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1475                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1476                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1477 {
1478         return (struct isl_basic_set *)
1479                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1480                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1481 }
1482
1483 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1484                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1485 {
1486         if (!base)
1487                 return NULL;
1488         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1489                                         0, n_eq, n_ineq);
1490 }
1491
1492 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1493                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1494                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1495 {
1496         struct isl_basic_map *bmap;
1497         isl_space *dim;
1498
1499         if (!base)
1500                 return NULL;
1501         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1502         if (!dim)
1503                 goto error;
1504
1505         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1506         return bmap;
1507 error:
1508         isl_basic_map_free(base);
1509         return NULL;
1510 }
1511
1512 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1513                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1514                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1515 {
1516         return (struct isl_basic_set *)
1517                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1518                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1519 }
1520
1521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1522                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1526                                                     n_eq, n_ineq);
1527 }
1528
1529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1530 {
1531         return (struct isl_basic_set *)
1532                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1533 }
1534
1535 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1536 {
1537         if (!bmap)
1538                 return NULL;
1539
1540         if (bmap->ref > 1) {
1541                 bmap->ref--;
1542                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1543         }
1544         if (bmap)
1545                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1546         return bmap;
1547 }
1548
1549 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1550 {
1551         if (!set)
1552                 return NULL;
1553
1554         if (set->ref == 1)
1555                 return set;
1556         set->ref--;
1557         return isl_set_dup(set);
1558 }
1559
1560 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1561 {
1562         if (!map)
1563                 return NULL;
1564
1565         if (map->ref == 1)
1566                 return map;
1567         map->ref--;
1568         return isl_map_dup(map);
1569 }
1570
1571 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1572                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1573 {
1574         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1575         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1576         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1577 }
1578
1579 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1580         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1581 {
1582         int i;
1583         struct isl_blk blk;
1584
1585         if (!bmap)
1586                 goto error;
1587
1588         isl_assert(bmap->ctx,
1589                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1590
1591         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1592                 return bmap;
1593
1594         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1595         if (!bmap)
1596                 return NULL;
1597
1598         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1599         if (isl_blk_is_error(blk))
1600                 goto error;
1601
1602         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1603                 swap_vars(blk,
1604                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1605
1606         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1607                 swap_vars(blk,
1608                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1611                 swap_vars(blk,
1612                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1613
1614         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1615
1616         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1617         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1619 error:
1620         isl_basic_map_free(bmap);
1621         return NULL;
1622 }
1623
1624 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1625         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1626 {
1627         unsigned dim;
1628         unsigned nparam;
1629
1630         if (!bset)
1631                 return NULL;
1632
1633         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1634         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1635         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1636
1637         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1638 error:
1639         isl_basic_set_free(bset);
1640         return NULL;
1641 }
1642
1643 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1644 {
1645         int i = 0;
1646         unsigned total;
1647         if (!bmap)
1648                 goto error;
1649         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1650         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1651         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1652         if (bmap->n_eq > 0)
1653                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1654         else {
1655                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1656                 if (i < 0)
1657                         goto error;
1658         }
1659         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1660         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1661         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1662         isl_vec_free(bmap->sample);
1663         bmap->sample = NULL;
1664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1665 error:
1666         isl_basic_map_free(bmap);
1667         return NULL;
1668 }
1669
1670 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1671 {
1672         return (struct isl_basic_set *)
1673                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1674 }
1675
1676 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1677 {
1678         int i;
1679         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1680         isl_int *t = bmap->div[a];
1681         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1682         bmap->div[b] = t;
1683
1684         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1685                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1686
1687         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1688                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1689
1690         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1691                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1692         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1693 }
1694
1695 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1696  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1697  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1698  */
1699 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1700         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1701 {
1702         int i;
1703
1704         if (!map)
1705                 return NULL;
1706         if (n == 0)
1707                 return map;
1708
1709         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1710                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1711                         "index out of bounds", goto error);
1712
1713         map = isl_map_cow(map);
1714         if (!map)
1715                 return NULL;
1716
1717         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1718                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1719                 if (!map->p[i])
1720                         goto error;
1721         }
1722         return map;
1723 error:
1724         isl_map_free(map);
1725         return NULL;
1726 }
1727
1728 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1729  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1730  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1731  */
1732 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1733         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1734 {
1735         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1736 }
1737
1738 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1739  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1740  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1741  */
1742 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1743         unsigned first, unsigned n)
1744 {
1745         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1746 }
1747
1748 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1749         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1750 {
1751         if (!bmap)
1752                 return NULL;
1753         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1754                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1755         if (!bmap)
1756                 return NULL;
1757         bmap->n_div = 0;
1758         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1759 }
1760
1761 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1762         __isl_take isl_basic_set *bset)
1763 {
1764         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1765                         (struct isl_basic_map *)bset);
1766 }
1767
1768 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1769 {
1770         int i;
1771
1772         if (!map)
1773                 return NULL;
1774         if (map->n == 0)
1775                 return map;
1776
1777         map = isl_map_cow(map);
1778         if (!map)
1779                 return NULL;
1780         
1781         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1782                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1783                 if (!map->p[i])
1784                         goto error;
1785         }
1786         return map;
1787 error:
1788         isl_map_free(map);
1789         return NULL;
1790 }
1791
1792 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1793 {
1794         return isl_map_remove_divs(set);
1795 }
1796
1797 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1798         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1799 {
1800         if (!bmap)
1801                 return NULL;
1802         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1803                         goto error);
1804         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1805                 return bmap;
1806         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1807                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1808         if (!bmap)
1809                 return bmap;
1810         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1811                 return bmap;
1812         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1813         return bmap;
1814 error:
1815         isl_basic_map_free(bmap);
1816         return NULL;
1817 }
1818
1819 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1820  * any of the given variables.
1821  */
1822 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1823         unsigned first, unsigned n)
1824 {
1825         int i;
1826         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1827
1828         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1829                 return 0;
1830         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1831                 return 1;
1832
1833         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1834                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1835                         continue;
1836                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1837                         return 1;
1838         }
1839
1840         return 0;
1841 }
1842
1843 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1844  * based on inequality "i".
1845  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1846  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1847  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1848  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1849  *
1850  * The calling function has already checked that the inequality does not
1851  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1852  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1853  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1854  *
1855  * Let "div" be of the form
1856  *
1857  *      q = floor((a + f(x))/d)
1858  *
1859  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1860  *
1861  *      b + f(x) >= 0
1862  *
1863  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1864  * However, we allow a slightly more general form
1865  *
1866  *      b + g(x) >= 0
1867  *
1868  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1869  * divisible by d.
1870  * Rewriting this constraint as
1871  *
1872  *      0 >= -b - g(x)
1873  *
1874  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1875  *
1876  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1877  *
1878  * Taking the floor on both sides, we obtain
1879  *
1880  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1881  *
1882  * or
1883  *
1884  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1885  *
1886  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1887  *
1888  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1889  *
1890  */
1891 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1892         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1893         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1894 {
1895         int j;
1896
1897         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1898                 if (lb) {
1899                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1900                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1901                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1902                 }
1903                 if (ub) {
1904                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1905                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1906                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1907                 }
1908         }
1909         if (!lb && !ub)
1910                 return bmap;
1911
1912         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1913         if (lb) {
1914                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1915                 if (k < 0)
1916                         goto error;
1917                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1918                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1919                                         bmap->div[div][1 + j]);
1920                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1921                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1922                 }
1923                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1924         }
1925         if (ub) {
1926                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1927                 if (k < 0)
1928                         goto error;
1929                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1930                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1931                                         bmap->div[div][1 + j]);
1932                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1933                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1934                 }
1935                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1936         }
1937
1938         return bmap;
1939 error:
1940         isl_basic_map_free(bmap);
1941         return NULL;
1942 }
1943
1944 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1945  * using Fourier-Motzkin.
1946  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1947  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1948  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1949  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1950  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1951  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1952  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1953  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1954  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1955  * on "div".
1956  *
1957  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1958  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1959  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1960  * Consider, for example, the set
1961  *
1962  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1963  *
1964  * The second constraint can be rewritten as
1965  *
1966  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1967  *
1968  * from which we can derive
1969  *
1970  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1971  *
1972  * or
1973  *
1974  *      i + 2j <= 3 + 2k
1975  *
1976  * Combined with the first constraint, we obtain
1977  *
1978  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1979  *
1980  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1981  * the first constraint, we obtain
1982  *
1983  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1984  *
1985  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1986  *
1987  *      k >= -2
1988  */
1989 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1990         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1991 {
1992         int i;
1993         int check_lb, check_ub;
1994         isl_int v;
1995         unsigned total;
1996
1997         if (!bmap)
1998                 return NULL;
1999
2000         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2001                 return bmap;
2002
2003         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2004
2005         check_lb = 0;
2006         check_ub = 0;
2007         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2008                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2009                 if (s > 0)
2010                         check_ub = 1;
2011                 if (s < 0)
2012                         check_lb = 1;
2013         }
2014
2015         if (!check_lb && !check_ub)
2016                 return bmap;
2017
2018         isl_int_init(v);
2019
2020         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2021                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2022                         continue;
2023
2024                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2025                                                         check_lb, check_ub);
2026         }
2027
2028         isl_int_clear(v);
2029
2030         return bmap;
2031 }
2032
2033 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2034  * in their definitions.
2035  */
2036 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2037         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2038         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2039 {
2040         int i;
2041
2042         if (!bmap)
2043                 return NULL;
2044         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2045                         goto error);
2046         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2047
2048         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2049                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2050                         continue;
2051                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2052                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2053                 if (!bmap)
2054                         return NULL;
2055                 i = bmap->n_div;
2056         }
2057
2058         return bmap;
2059 error:
2060         isl_basic_map_free(bmap);
2061         return NULL;
2062 }
2063
2064 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2065         __isl_take isl_basic_set *bset,
2066         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2067 {
2068         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2069 }
2070
2071 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2072         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2073 {
2074         int i;
2075
2076         if (!map)
2077                 return NULL;
2078         if (map->n == 0)
2079                 return map;
2080
2081         map = isl_map_cow(map);
2082         if (!map)
2083                 return NULL;
2084
2085         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2086                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2087                                                                 type, first, n);
2088                 if (!map->p[i])
2089                         goto error;
2090         }
2091         return map;
2092 error:
2093         isl_map_free(map);
2094         return NULL;
2095 }
2096
2097 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2098         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2099 {
2100         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2101                                                               type, first, n);
2102 }
2103
2104 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2105  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2106  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2107  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2108  * div.
2109  */
2110 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2111         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2112 {
2113         int i;
2114
2115         if (!bmap)
2116                 return -1;
2117
2118         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2119                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2120                         "index out of bounds", return -1);
2121
2122         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2123         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2124                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2125                         return 1;
2126         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2127                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2128                         return 1;
2129         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2130                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2131                         continue;
2132                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2133                         return 1;
2134         }
2135
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2140         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2141 {
2142         int i;
2143
2144         if (!map)
2145                 return -1;
2146
2147         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2148                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2149                         "index out of bounds", return -1);
2150
2151         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2152                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2153                                                             type, first, n);
2154                 if (involves < 0 || involves)
2155                         return involves;
2156         }
2157
2158         return 0;
2159 }
2160
2161 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2162         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2163 {
2164         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2165 }
2166
2167 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2168         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2169 {
2170         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2171 }
2172
2173 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2174  * on unknown divs.
2175  */
2176 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2177 {
2178         int i;
2179         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2180
2181         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2182                 return 1;
2183
2184         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2185                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2186                         continue;
2187                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2188                         return 1;
2189         }
2190
2191         return 0;
2192 }
2193
2194 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2195  */
2196 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2197         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2198 {
2199         int i;
2200
2201         if (!bmap)
2202                 return NULL;
2203
2204         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2205                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2206                         continue;
2207                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2208                 if (!bmap)
2209                         return NULL;
2210                 i = bmap->n_div;
2211         }
2212
2213         return bmap;
2214 }
2215
2216 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2217  */
2218 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2219         __isl_take isl_basic_set *bset)
2220 {
2221         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2222 }
2223
2224 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2225 {
2226         int i;
2227
2228         if (!map)
2229                 return NULL;
2230         if (map->n == 0)
2231                 return map;
2232
2233         map = isl_map_cow(map);
2234         if (!map)
2235                 return NULL;
2236
2237         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2238                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2239                 if (!map->p[i])
2240                         goto error;
2241         }
2242         return map;
2243 error:
2244         isl_map_free(map);
2245         return NULL;
2246 }
2247
2248 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2249 {
2250         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2251 }
2252
2253 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2254         __isl_take isl_basic_set *bset,
2255         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2256 {
2257         return (isl_basic_set *)
2258             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2259 }
2260
2261 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2262         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2263 {
2264         int i;
2265
2266         if (n == 0)
2267                 return map;
2268
2269         map = isl_map_cow(map);
2270         if (!map)
2271                 return NULL;
2272         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2273         
2274         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2275                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2276                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2277                 if (!map->p[i])
2278                         goto error;
2279         }
2280         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2281         return map;
2282 error:
2283         isl_map_free(map);
2284         return NULL;
2285 }
2286
2287 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2288         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2289 {
2290         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2291 }
2292
2293 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2294 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2295         unsigned first, unsigned n)
2296 {
2297         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2298 }
2299
2300 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2301                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2302 {
2303         const char *name;
2304         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2305         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2306         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2307         if (!pos)
2308                 isl_int_print(out, c, 0);
2309         else {
2310                 if (!isl_int_is_one(c))
2311                         isl_int_print(out, c, 0);
2312                 if (pos < 1 + nparam) {
2313                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2314                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2315                         if (name)
2316                                 fprintf(out, "%s", name);
2317                         else
2318                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2319                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2320                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2321                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2322                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2323                 else
2324                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2325         }
2326 }
2327
2328 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2329                                 int sign, FILE *out)
2330 {
2331         int i;
2332         int first;
2333         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2334         isl_int v;
2335
2336         isl_int_init(v);
2337         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2338                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2339                         continue;
2340                 if (!first)
2341                         fprintf(out, " + ");
2342                 first = 0;
2343                 isl_int_abs(v, c[i]);
2344                 dump_term(bmap, v, i, out);
2345         }
2346         isl_int_clear(v);
2347         if (first)
2348                 fprintf(out, "0");
2349 }
2350
2351 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2352                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2353 {
2354         int i;
2355
2356         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2357
2358         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2359         fprintf(out, " %s ", op);
2360         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2361
2362         fprintf(out, "\n");
2363
2364         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2365                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2366                         continue;
2367                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2368                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2369                 abort();
2370         }
2371 }
2372
2373 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2374                                 isl_int **c, unsigned n,
2375                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2376 {
2377         int i;
2378
2379         for (i = 0; i < n; ++i)
2380                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2381 }
2382
2383 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2384 {
2385         int j;
2386         int first = 1;
2387         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2388
2389         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2390                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2391                         continue;
2392                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2393                         fprintf(out, "+");
2394                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2395                 first = 0;
2396         }
2397 }
2398
2399 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2400 {
2401         int i;
2402
2403         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2404         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2405
2406         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2407                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2408                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2409                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2410                 fprintf(out, ")/");
2411                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2412                 fprintf(out, "]\n");
2413         }
2414 }
2415
2416 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2417         FILE *out, int indent)
2418 {
2419         if (!bset) {
2420                 fprintf(out, "null basic set\n");
2421                 return;
2422         }
2423
2424         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2425         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2426                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2427                         bset->extra, bset->flags);
2428         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2429 }
2430
2431 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2432         FILE *out, int indent)
2433 {
2434         if (!bmap) {
2435                 fprintf(out, "null basic map\n");
2436                 return;
2437         }
2438
2439         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2440         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2441                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2442                 bmap->ref,
2443                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2444                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2445         dump(bmap, out, indent);
2446 }
2447
2448 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2449 {
2450         unsigned total;
2451         if (!bmap)
2452                 return -1;
2453         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2454         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2455         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2456         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2457         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2458         return 0;
2459 }
2460
2461 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2462         unsigned flags)
2463 {
2464         struct isl_set *set;
2465
2466         if (!dim)
2467                 return NULL;
2468         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2469         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2470         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2471                         sizeof(struct isl_set) +
2472                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2473         if (!set)
2474                 goto error;
2475
2476         set->ctx = dim->ctx;
2477         isl_ctx_ref(set->ctx);
2478         set->ref = 1;
2479         set->size = n;
2480         set->n = 0;
2481         set->dim = dim;
2482         set->flags = flags;
2483         return set;
2484 error:
2485         isl_space_free(dim);
2486         return NULL;
2487 }
2488
2489 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2490                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2491 {
2492         struct isl_set *set;
2493         isl_space *dims;
2494
2495         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2496         if (!dims)
2497                 return NULL;
2498
2499         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2500         return set;
2501 }
2502
2503 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2504  */
2505 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2506 {
2507         int i;
2508         struct isl_map *grown = NULL;
2509
2510         if (!map)
2511                 return NULL;
2512         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2513         if (map->n + n <= map->size)
2514                 return map;
2515         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2516         if (!grown)
2517                 goto error;
2518         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2519                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2520                 if (!grown->p[i])
2521                         goto error;
2522                 grown->n++;
2523         }
2524         isl_map_free(map);
2525         return grown;
2526 error:
2527         isl_map_free(grown);
2528         isl_map_free(map);
2529         return NULL;
2530 }
2531
2532 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2533  */
2534 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2535 {
2536         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2537 }
2538
2539 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2540 {
2541         int i;
2542         struct isl_set *dup;
2543
2544         if (!set)
2545                 return NULL;
2546
2547         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2548         if (!dup)
2549                 return NULL;
2550         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2551                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2552         return dup;
2553 }
2554
2555 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2556 {
2557         return isl_map_from_basic_map(bset);
2558 }
2559
2560 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2561 {
2562         struct isl_map *map;
2563
2564         if (!bmap)
2565                 return NULL;
2566
2567         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2568         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2569 }
2570
2571 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2572                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2573 {
2574         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2575                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2576 }
2577
2578 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2579 {
2580         int i;
2581
2582         if (!set)
2583                 return NULL;
2584
2585         if (--set->ref > 0)
2586                 return NULL;
2587
2588         isl_ctx_deref(set->ctx);
2589         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2590                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2591         isl_space_free(set->dim);
2592         free(set);
2593
2594         return NULL;
2595 }
2596
2597 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2598 {
2599         int i;
2600
2601         if (!set) {
2602                 fprintf(out, "null set\n");
2603                 return;
2604         }
2605
2606         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2607         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2608                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2609                         set->flags);
2610         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2611                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2612                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2613                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2614         }
2615 }
2616
2617 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2618 {
2619         int i;
2620
2621         if (!map) {
2622                 fprintf(out, "null map\n");
2623                 return;
2624         }
2625
2626         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2627         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2628                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2629                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2630                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2631         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2632                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2633                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2634                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2635         }
2636 }
2637
2638 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2639                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2640 {
2641         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2642
2643         if (!bmap || !bset)
2644                 goto error;
2645
2646         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2647                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2648
2649         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2650                 isl_assert(bset->ctx,
2651                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2652
2653         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2654         if (!bmap)
2655                 goto error;
2656         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2657                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2658         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2659         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2660
2661         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2662         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2663 error:
2664         isl_basic_map_free(bmap);
2665         isl_basic_set_free(bset);
2666         return NULL;
2667 }
2668
2669 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2670                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2671 {
2672         struct isl_basic_map *bmap_range;
2673
2674         if (!bmap || !bset)
2675                 goto error;
2676
2677         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2678                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2679
2680         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2681                 isl_assert(bset->ctx,
2682                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2683
2684         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2685                 isl_basic_set_free(bset);
2686                 return bmap;
2687         }
2688
2689         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2690         if (!bmap)
2691                 goto error;
2692         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2693                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2694         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2695         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2696
2697         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2698         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2699 error:
2700         isl_basic_map_free(bmap);
2701         isl_basic_set_free(bset);
2702         return NULL;
2703 }
2704
2705 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2706 {
2707         int i;
2708         unsigned total;
2709         isl_int s;
2710
2711         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2712         if (total != vec->size)
2713                 return -1;
2714
2715         isl_int_init(s);
2716
2717         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2718                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2719                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2720                         isl_int_clear(s);
2721                         return 0;
2722                 }
2723         }
2724
2725         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2726                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2727                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2728                         isl_int_clear(s);
2729                         return 0;
2730                 }
2731         }
2732
2733         isl_int_clear(s);
2734
2735         return 1;
2736 }
2737
2738 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2739 {
2740         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2741 }
2742
2743 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2744                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2745 {
2746         struct isl_vec *sample = NULL;
2747
2748         if (!bmap1 || !bmap2)
2749                 goto error;
2750
2751         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2752                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2753         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2754                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2755             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2756                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2757                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2758
2759         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2760                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2761                 isl_assert(bmap1->ctx,
2762                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2763
2764         if (bmap1->sample &&
2765             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2766             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2767                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2768         else if (bmap2->sample &&
2769             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2770             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2771                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2772
2773         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2774         if (!bmap1)
2775                 goto error;
2776         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2777                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2778         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2779
2780         if (!bmap1)
2781                 isl_vec_free(sample);
2782         else if (sample) {
2783                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2784                 bmap1->sample = sample;
2785         }
2786
2787         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2788         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2789 error:
2790         if (sample)
2791                 isl_vec_free(sample);
2792         isl_basic_map_free(bmap1);
2793         isl_basic_map_free(bmap2);
2794         return NULL;
2795 }
2796
2797 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2798                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2799 {
2800         return (struct isl_basic_set *)
2801                 isl_basic_map_intersect(
2802                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2803                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2804 }
2805
2806 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2807         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2808 {
2809         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2810 }
2811
2812 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2813  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2814  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2815  * added to the other map.
2816  */
2817 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2818         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2819 {
2820         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2821         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2822         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2823         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2824
2825         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2826                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2827
2828         isl_assert(map2->ctx,
2829                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2830
2831         map1 = isl_map_cow(map1);
2832         if (!map1)
2833                 goto error;
2834         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2835                 isl_map_free(map2);
2836                 return map1;
2837         }
2838         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2839         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2840                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2841         else
2842                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2843                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2844
2845         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2846         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2847         if (!map1->p[0])
2848                 goto error;
2849
2850         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2851                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2852                 map1->n = 0;
2853         }
2854
2855         isl_map_free(map2);
2856
2857         return map1;
2858 error:
2859         isl_map_free(map1);
2860         isl_map_free(map2);
2861         return NULL;
2862 }
2863
2864 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2865  * space as map1.
2866  */
2867 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2868         __isl_take isl_map *map2)
2869 {
2870         unsigned flags = 0;
2871         isl_map *result;
2872         int i, j;
2873
2874         if (!map1 || !map2)
2875                 goto error;
2876
2877         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2878              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2879             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2880                 isl_map_free(map2);
2881                 return map1;
2882         }
2883         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2884              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2885             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2886                 isl_map_free(map1);
2887                 return map2;
2888         }
2889
2890         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2891             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2892             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2893             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2894              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2895                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2896
2897         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2898                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2899                 isl_assert(map1->ctx,
2900                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2901
2902         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2903             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2904                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2905
2906         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2907                                 map1->n * map2->n, flags);
2908         if (!result)
2909                 goto error;
2910         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2911                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2912                         struct isl_basic_map *part;
2913                         part = isl_basic_map_intersect(
2914                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2915                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2916                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2917                                 part = isl_basic_map_free(part);
2918                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2919                         if (!result)
2920                                 goto error;
2921                 }
2922         isl_map_free(map1);
2923         isl_map_free(map2);
2924         return result;
2925 error:
2926         isl_map_free(map1);
2927         isl_map_free(map2);
2928         return NULL;
2929 }
2930
2931 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2932         __isl_take isl_map *map2)
2933 {
2934         if (!map1 || !map2)
2935                 goto error;
2936         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2937                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2938                         "spaces don't match", goto error);
2939         return map_intersect_internal(map1, map2);
2940 error:
2941         isl_map_free(map1);
2942         isl_map_free(map2);
2943         return NULL;
2944 }
2945
2946 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2947         __isl_take isl_map *map2)
2948 {
2949         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2950 }
2951
2952 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2953 {
2954         return (struct isl_set *)
2955                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2956                                   (struct isl_map *)set2);
2957 }
2958
2959 /* map_intersect_internal accepts intersections
2960  * with parameter domains, so we can just call that function.
2961  */
2962 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2963                 __isl_take isl_set *params)
2964 {
2965         return map_intersect_internal(map, params);
2966 }
2967
2968 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2969         __isl_take isl_map *map2)
2970 {
2971         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2972 }
2973
2974 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2975                 __isl_take isl_set *params)
2976 {
2977         return isl_map_intersect_params(set, params);
2978 }
2979
2980 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2981 {
2982         isl_space *dim;
2983         struct isl_basic_set *bset;
2984         unsigned in;
2985
2986         if (!bmap)
2987                 return NULL;
2988         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2989         if (!bmap)
2990                 return NULL;
2991         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2992         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2993         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2994         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2995         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2996 }
2997
2998 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2999         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3000 {
3001         isl_space *space;
3002
3003         if (!bmap)
3004                 return NULL;
3005         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3006                 return bmap;
3007
3008         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3009         space = isl_space_reset(space, type);
3010         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3011         return bmap;
3012 }
3013
3014 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3015         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3016         unsigned pos, unsigned n)
3017 {
3018         isl_space *res_dim;
3019         struct isl_basic_map *res;
3020         struct isl_dim_map *dim_map;
3021         unsigned total, off;
3022         enum isl_dim_type t;
3023
3024         if (n == 0)
3025                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3026
3027         if (!bmap)
3028                 return NULL;
3029
3030         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3031
3032         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3033         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3034         off = 0;
3035         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3036                 if (t != type) {
3037                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3038                 } else {
3039                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3040                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3041                                                 0, pos, off);
3042                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3043                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3044                 }
3045                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3046         }
3047         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3048
3049         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3050                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3051         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3052                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3053         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3054                 isl_basic_map_free(bmap);
3055                 free(dim_map);
3056                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3057         }
3058         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3059         return isl_basic_map_finalize(res);
3060 }
3061
3062 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3063         __isl_take isl_basic_set *bset,
3064         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3065 {
3066         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3067 }
3068
3069 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3070                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3071 {
3072         if (!bmap)
3073                 return NULL;
3074         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3075                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3076 }
3077
3078 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3079                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3080 {
3081         if (!bset)
3082                 return NULL;
3083         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3084         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3085 error:
3086         isl_basic_set_free(bset);
3087         return NULL;
3088 }
3089
3090 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3091         enum isl_dim_type type)
3092 {
3093         isl_space *space;
3094
3095         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3096                 return map;
3097
3098         space = isl_map_get_space(map);
3099         space = isl_space_reset(space, type);
3100         map = isl_map_reset_space(map, space);
3101         return map;
3102 }
3103
3104 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3105                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3106 {
3107         int i;
3108
3109         if (n == 0)
3110                 return map_space_reset(map, type);
3111
3112         map = isl_map_cow(map);
3113         if (!map)
3114                 return NULL;
3115
3116         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3117         if (!map->dim)
3118                 goto error;
3119
3120         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3121                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3122                 if (!map->p[i])
3123                         goto error;
3124         }
3125
3126         return map;
3127 error:
3128         isl_map_free(map);
3129         return NULL;
3130 }
3131
3132 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3133                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3134 {
3135         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3136 }
3137
3138 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3139                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3140 {
3141         if (!map)
3142                 return NULL;
3143         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3144 }
3145
3146 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3147                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3148 {
3149         if (!set)
3150                 return NULL;
3151         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3152         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3153 error:
3154         isl_set_free(set);
3155         return NULL;
3156 }
3157
3158 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3159         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3160         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3161         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3162 {
3163         struct isl_dim_map *dim_map;
3164         struct isl_basic_map *res;
3165         enum isl_dim_type t;
3166         unsigned total, off;
3167
3168         if (!bmap)
3169                 return NULL;
3170         if (n == 0)
3171                 return bmap;
3172
3173         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3174                 goto error);
3175
3176         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3177                 return bmap;
3178
3179         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3180
3181         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3182             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3183                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3184                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3185                 if (!bmap)
3186                         return NULL;
3187
3188                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3189                                                 src_type, src_pos, n);
3190                 if (!bmap->dim)
3191                         goto error;
3192
3193                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3194
3195                 return bmap;
3196         }
3197
3198         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3199         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3200
3201         off = 0;
3202         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3203                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3204                 if (t == dst_type) {
3205                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3206                                             0, dst_pos, off);
3207                         off += dst_pos;
3208                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3209                                             src_pos, n, off);
3210                         off += n;
3211                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3212                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3213                         off += size - dst_pos;
3214                 } else if (t == src_type) {
3215                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3216                                             0, src_pos, off);
3217                         off += src_pos;
3218                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3219                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3220                         off += size - src_pos - n;
3221                 } else {
3222                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3223                         off += size;
3224                 }
3225         }
3226         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3227
3228         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3229                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3230         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3231         if (!bmap)
3232                 goto error;
3233
3234         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3235                                         src_type, src_pos, n);
3236         if (!bmap->dim)
3237                 goto error;
3238
3239         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3240         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3241         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3242
3243         return bmap;
3244 error:
3245         isl_basic_map_free(bmap);
3246         return NULL;
3247 }
3248
3249 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3250         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3251         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3252 {
3253         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3254                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3255 }
3256
3257 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3258         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3259         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3260 {
3261         if (!set)
3262                 return NULL;
3263         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3264         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3265                                         src_type, src_pos, n);
3266 error:
3267         isl_set_free(set);
3268         return NULL;
3269 }
3270
3271 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3272         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3273         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3274 {
3275         int i;
3276
3277         if (!map)
3278                 return NULL;
3279         if (n == 0)
3280                 return map;
3281
3282         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3283                 goto error);
3284
3285         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3286                 return map;
3287
3288         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3289
3290         map = isl_map_cow(map);
3291         if (!map)
3292                 return NULL;
3293
3294         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3295         if (!map->dim)
3296                 goto error;
3297
3298         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3299                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3300                                                 dst_type, dst_pos,
3301                                                 src_type, src_pos, n);
3302                 if (!map->p[i])
3303                         goto error;
3304         }
3305
3306         return map;
3307 error:
3308         isl_map_free(map);
3309         return NULL;
3310 }
3311
3312 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3313  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3314  * That's the responsibility of the caller.
3315  */
3316 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3317         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3318 {
3319         struct isl_dim_map *dim_map;
3320         struct isl_basic_map *res;
3321         enum isl_dim_type t;
3322         unsigned total, off;
3323
3324         if (!bmap)
3325                 return NULL;
3326         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3327                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3328                 return bmap;
3329
3330         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3331         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3332
3333         off = 0;
3334         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3335                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3336                 if (t == type) {
3337                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3338                                             0, first, off);
3339                         off += first;
3340                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3341                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3342                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3343                                             first + n, size - (first + n), off);
3344                         off += size - (first + n);
3345                 } else {
3346                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3347                         off += size;
3348                 }
3349         }
3350         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3351
3352         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3353                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3354         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3355         return res;
3356 }
3357
3358 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3359  * into existentially quantified variables.
3360  */
3361 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3362                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3363                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3364 {
3365         int i;
3366         size_t row_size;
3367         isl_int **new_div;
3368         isl_int *old;
3369
3370         if (n == 0)
3371                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3372
3373         if (!bmap)
3374                 return NULL;
3375
3376         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3377                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3378
3379         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3380                         goto error);
3381
3382         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3383         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3384         if (!bmap)
3385                 return NULL;
3386
3387         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3388         old = bmap->block2.data;
3389         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3390                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3391         if (!bmap->block2.data)
3392                 goto error;
3393         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3394         if (!new_div)
3395                 goto error;
3396         for (i = 0; i < n; ++i) {
3397                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3398                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3399                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3400         }
3401         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3402                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3403         free(bmap->div);
3404         bmap->div = new_div;
3405         bmap->n_div += n;
3406         bmap->extra += n;
3407
3408         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3409         if (!bmap->dim)
3410                 goto error;
3411         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3412         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3413         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3414 error:
3415         isl_basic_map_free(bmap);
3416         return NULL;
3417 }
3418
3419 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3420  * into existentially quantified variables.
3421  */
3422 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3423                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3424 {
3425         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3426                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3427 }
3428
3429 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3430  * into existentially quantified variables.
3431  */
3432 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3433                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3434 {
3435         int i;
3436
3437         if (!map)
3438                 return NULL;
3439
3440         if (n == 0)
3441                 return map_space_reset(map, type);
3442
3443         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3444
3445         map = isl_map_cow(map);
3446         if (!map)
3447                 return NULL;
3448
3449         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3450         if (!map->dim)
3451                 goto error;
3452
3453         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3454                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3455                 if (!map->p[i])
3456                         goto error;
3457         }
3458
3459         return map;
3460 error:
3461         isl_map_free(map);
3462         return NULL;
3463 }
3464
3465 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3466  * into existentially quantified variables.
3467  */
3468 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3469                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3470 {
3471         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3472 }
3473
3474 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3475 {
3476         int i, j;
3477
3478         for (i = 0; i < n; ++i) {
3479                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3480                 if (j < 0)
3481                         goto error;
3482                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3483         }
3484         return bmap;
3485 error:
3486         isl_basic_map_free(bmap);
3487         return NULL;
3488 }
3489
3490 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3491                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3492 {
3493         isl_space *dim_result = NULL;
3494         struct isl_basic_map *bmap;
3495         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3496         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3497
3498         if (!bmap1 || !bmap2)
3499                 goto error;
3500
3501         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3502                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3503
3504         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3505         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3506         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3507         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3508
3509         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3510         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3511         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3512         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3513         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3514         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3515         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3516         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3517         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3518         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3519         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3520
3521         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3522                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3523                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3524                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3525         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3526         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3527         bmap = add_divs(bmap, n);
3528         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3529         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3530         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3531 error:
3532         isl_basic_map_free(bmap1);
3533         isl_basic_map_free(bmap2);
3534         return NULL;
3535 }
3536
3537 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3538                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3539 {
3540         if (!bset || !bmap)
3541                 goto error;
3542
3543         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3544                     goto error);
3545
3546         return (struct isl_basic_set *)
3547                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3548 error:
3549         isl_basic_set_free(bset);
3550         isl_basic_map_free(bmap);
3551         return NULL;
3552 }
3553
3554 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3555                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3556 {
3557         if (!bmap1 || !bmap2)
3558                 goto error;
3559
3560         isl_assert(bmap1->ctx,
3561             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3562         isl_assert(bmap1->ctx,
3563             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3564             goto error);
3565
3566         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3567         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3568         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3569 error:
3570         isl_basic_map_free(bmap1);
3571         isl_basic_map_free(bmap2);
3572         return NULL;
3573 }
3574
3575 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3576  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3577  */
3578 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3579                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3580 {
3581         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3582         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3583         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3584         int i;
3585
3586         if (!bmap1 || !bmap2)
3587                 goto error;
3588
3589         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3590                 goto error);
3591
3592         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3593         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3594         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3595
3596         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3597         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3598         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3599         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3600         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3601         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3602         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3603         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3604         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3605         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3606         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3607
3608         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3609                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3610                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3611                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3612         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3613                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3614                 if (j < 0)
3615                         goto error;
3616                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3617                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3618                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3619                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3620         }
3621         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3622         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3623         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3624
3625         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3626         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3627 error:
3628         isl_basic_map_free(bmap);
3629         isl_basic_map_free(bmap1);
3630         isl_basic_map_free(bmap2);
3631         return NULL;
3632 }
3633
3634 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3635  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3636  */
3637 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3638 {
3639         struct isl_map *result;
3640         int i, j;
3641
3642         if (!map1 || !map2)
3643                 goto error;
3644
3645         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3646
3647         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3648                                 map1->n * map2->n, 0);
3649         if (!result)
3650                 goto error;
3651         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3652                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3653                         struct isl_basic_map *part;
3654                         part = isl_basic_map_sum(
3655                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3656                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3657                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3658                                 isl_basic_map_free(part);
3659                         else
3660                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3661                         if (!result)
3662                                 goto error;
3663                 }
3664         isl_map_free(map1);
3665         isl_map_free(map2);
3666         return result;
3667 error:
3668         isl_map_free(map1);
3669         isl_map_free(map2);
3670         return NULL;
3671 }
3672
3673 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3674         __isl_take isl_set *set2)
3675 {
3676         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3677 }
3678
3679 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3680  */
3681 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3682 {
3683         int i, j;
3684         unsigned off, n;
3685
3686         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3687         if (!bmap)
3688                 return NULL;
3689
3690         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3691         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3692         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3693                 for (j = 0; j < n; ++j)
3694                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3695         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3696                 for (j = 0; j < n; ++j)
3697                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3698         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3699                 for (j = 0; j < n; ++j)
3700                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3701         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3702         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3703 }
3704
3705 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3706 {
3707         return isl_basic_map_neg(bset);
3708 }
3709
3710 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3711  */
3712 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3713 {
3714         int i;
3715
3716         map = isl_map_cow(map);
3717         if (!map)
3718                 return NULL;
3719
3720         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3721                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3722                 if (!map->p[i])
3723                         goto error;
3724         }
3725
3726         return map;
3727 error:
3728         isl_map_free(map);
3729         return NULL;
3730 }
3731
3732 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3733 {
3734         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3735 }
3736
3737 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3738  * A -> floor(f(A)/d).
3739  */
3740 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3741                 isl_int d)
3742 {
3743         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3744         struct isl_basic_map *result = NULL;
3745         struct isl_dim_map *dim_map;
3746         int i;
3747
3748         if (!bmap)
3749                 return NULL;
3750
3751         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3752         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3753         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3754
3755         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3756         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3757         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3758         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3759         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3760         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3761
3762         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3763                         bmap->n_div + n_out,
3764                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3765         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3766         result = add_divs(result, n_out);
3767         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3768                 int j;
3769                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3770                 if (j < 0)
3771                         goto error;
3772                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3773                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3774                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3775                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3776                 if (j < 0)
3777                         goto error;
3778                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3779                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3780                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3781                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3782         }
3783
3784         result = isl_basic_map_simplify(result);
3785         return isl_basic_map_finalize(result);
3786 error:
3787         isl_basic_map_free(result);
3788         return NULL;
3789 }
3790
3791 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3792  * A -> floor(f(A)/d).
3793  */
3794 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3795 {
3796         int i;
3797
3798         map = isl_map_cow(map);
3799         if (!map)
3800                 return NULL;
3801
3802         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3803         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3804         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3805                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3806                 if (!map->p[i])
3807                         goto error;
3808         }
3809
3810         return map;
3811 error:
3812         isl_map_free(map);
3813         return NULL;
3814 }
3815
3816 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3817 {
3818         int i;
3819         unsigned nparam;
3820         unsigned n_in;
3821
3822         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3823         if (i < 0)
3824                 goto error;
3825         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3826         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3827         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3828         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3829         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3830         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3831 error:
3832         isl_basic_map_free(bmap);
3833         return NULL;
3834 }
3835
3836 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3837  */
3838 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3839 {
3840         int i;
3841         unsigned nparam;
3842         unsigned n_in;
3843
3844         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3845         if (i < 0)
3846                 goto error;
3847         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3848         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3849         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3850         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3851         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3852         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3853         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3854 error:
3855         isl_basic_map_free(bmap);
3856         return NULL;
3857 }
3858
3859 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3860  */
3861 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3862         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3863 {
3864         int i;
3865         unsigned nparam;
3866         unsigned n_in;
3867
3868         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3869         if (i < 0)
3870                 goto error;
3871         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3872         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3873         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3874         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3875         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3876         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3877 error:
3878         isl_basic_map_free(bmap);
3879         return NULL;
3880 }
3881
3882 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3883  */
3884 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3885 {
3886         int i;
3887         unsigned nparam;
3888         unsigned n_in;
3889
3890         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3891         if (i < 0)
3892                 goto error;
3893         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3894         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3895         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3896         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3897         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3898         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3899         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3900 error:
3901         isl_basic_map_free(bmap);
3902         return NULL;
3903 }
3904
3905 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3906  */
3907 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3908         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3909 {
3910         int i;
3911         unsigned nparam;
3912         unsigned n_in;
3913
3914         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3915         if (i < 0)
3916                 goto error;
3917         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3918         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3919         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3920         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3921         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3922         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3923 error:
3924         isl_basic_map_free(bmap);
3925         return NULL;
3926 }
3927
3928 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3929         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3930 {
3931         int i;
3932         struct isl_basic_map *bmap;
3933         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3934         if (!bmap)
3935                 return NULL;
3936         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3937                 bmap = var_equal(bmap, i);
3938         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3939 }
3940
3941 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3942  */
3943 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3944         unsigned pos)
3945 {
3946         int i;
3947         struct isl_basic_map *bmap;
3948         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3949         if (!bmap)
3950                 return NULL;
3951         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3952                 bmap = var_equal(bmap, i);
3953         if (bmap)
3954                 bmap = var_less(bmap, pos);
3955         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3956 }
3957
3958 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3959  */
3960 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3961         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3962 {
3963         int i;
3964         isl_basic_map *bmap;
3965
3966         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3967         for (i = 0; i < pos; ++i)
3968                 bmap = var_equal(bmap, i);
3969         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3970         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3971 }
3972
3973 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3974  */
3975 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3976         unsigned pos)
3977 {
3978         int i;
3979         struct isl_basic_map *bmap;
3980         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3981         if (!bmap)
3982                 return NULL;
3983         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3984                 bmap = var_equal(bmap, i);
3985         if (bmap)
3986                 bmap = var_more(bmap, pos);
3987         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3988 }
3989
3990 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3991  */
3992 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3993         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3994 {
3995         int i;
3996         isl_basic_map *bmap;
3997
3998         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3999         for (i = 0; i < pos; ++i)
4000                 bmap = var_equal(bmap, i);
4001         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4002         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4003 }
4004
4005 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4006         unsigned n, int equal)
4007 {
4008         struct isl_map *map;
4009         int i;
4010
4011         if (n == 0 && equal)
4012                 return isl_map_universe(dims);
4013
4014         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4015
4016         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4017                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4018                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4019         if (n > 0) {
4020                 if (equal)
4021                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4022                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4023                 else
4024                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4025                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4026         } else
4027                 isl_space_free(dims);
4028
4029         return map;
4030 }
4031
4032 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4033 {
4034         if (!dims)
4035                 return NULL;
4036         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4037 }
4038
4039 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4040 {
4041         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4042 }
4043
4044 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4045 {
4046         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4047 }
4048
4049 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4050 {
4051         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4052 }
4053
4054 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4055 {
4056         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4057 }
4058
4059 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4060         unsigned n, int equal)
4061 {
4062         struct isl_map *map;
4063         int i;
4064
4065         if (n == 0 && equal)
4066                 return isl_map_universe(dims);
4067
4068         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4069
4070         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4071                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4072                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4073         if (n > 0) {
4074                 if (equal)
4075                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4076                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4077                 else
4078                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4079                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4080         } else
4081                 isl_space_free(dims);
4082
4083         return map;
4084 }
4085
4086 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4087 {
4088         if (!dims)
4089                 return NULL;
4090         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4091 }
4092
4093 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4094 {
4095         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4096 }
4097
4098 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4099 {
4100         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4101 }
4102
4103 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4104 {
4105         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4106 }
4107
4108 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4109 {
4110         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4111 }
4112
4113 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4114         __isl_take isl_set *set2)
4115 {
4116         isl_map *map;
4117         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4118         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4119         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4120         return map;
4121 }
4122
4123 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4124         __isl_take isl_set *set2)
4125 {
4126         isl_map *map;
4127         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4128         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4129         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4130         return map;
4131 }
4132
4133 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4134         __isl_take isl_set *set2)
4135 {
4136         isl_map *map;
4137         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4138         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4139         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4140         return map;
4141 }
4142
4143 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4144         __isl_take isl_set *set2)
4145 {
4146         isl_map *map;
4147         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4148         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4149         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4150         return map;
4151 }
4152
4153 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4154         __isl_take isl_map *map2)
4155 {
4156         isl_map *map;
4157         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4158         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4159         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4160         return map;
4161 }
4162
4163 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4164         __isl_take isl_map *map2)
4165 {
4166         isl_map *map;
4167         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4168         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4169         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4170         return map;
4171 }
4172
4173 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4174         __isl_take isl_map *map2)
4175 {
4176         isl_map *map;
4177         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4178         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4179         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4180         return map;
4181 }
4182
4183 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4184         __isl_take isl_map *map2)
4185 {
4186         isl_map *map;
4187         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4188         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4189         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4190         return map;
4191 }
4192
4193 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4194         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4195 {
4196         struct isl_basic_map *bmap;
4197
4198         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4199         if (!bset || !dim)
4200                 goto error;
4201
4202         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4203         isl_space_free(bset->dim);
4204         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4205         bmap->dim = dim;
4206         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4207 error:
4208         isl_basic_set_free(bset);
4209         isl_space_free(dim);
4210         return NULL;
4211 }
4212
4213 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4214 {
4215         if (!bmap)
4216                 goto error;
4217         if (bmap->dim->n_in == 0)
4218                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4219         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4220         if (!bmap)
4221                 goto error;
4222         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4223         if (!bmap->dim)
4224                 goto error;
4225         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4226         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4227 error:
4228         isl_basic_map_free(bmap);
4229         return NULL;
4230 }
4231
4232 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4233  *
4234  *              f - m d >= 0
4235  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4236  *
4237  * Note that the second constraint is the negation of
4238  *
4239  *              f - m d >= n
4240  */
4241 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4242         unsigned pos, isl_int *div)
4243 {
4244         int i, j;
4245         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4246
4247         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4248         if (i < 0)
4249                 return -1;
4250         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4251         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4252
4253         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4254         if (j < 0)
4255                 return -1;
4256         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4257         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4258         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4259         return j;
4260 }
4261
4262 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4263         unsigned pos, isl_int *div)
4264 {
4265         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4266                                                         pos, div);
4267 }
4268
4269 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4270 {
4271         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4272         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4273
4274         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4275                                                         bmap->div[div]);
4276 }
4277
4278 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4279 {
4280         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4281 }
4282
4283 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4284                 struct isl_basic_map *bmap)
4285 {
4286         if (!bmap)
4287                 goto error;
4288         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4289             bmap->n_div == 0 &&
4290             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4291             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4292                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4293         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4294         if (!bmap)
4295                 goto error;
4296         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4297         if (!bmap->dim)
4298                 goto error;
4299         bmap->extra -= bmap->n_div;
4300         bmap->n_div = 0;
4301         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4302         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4303 error:
4304         isl_basic_map_free(bmap);
4305         return NULL;
4306 }
4307
4308 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4309                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4310 {
4311         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4312 }
4313
4314 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4315         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4316 {
4317         struct isl_basic_map *bmap;
4318         struct isl_ctx *ctx;
4319         unsigned total;
4320         int i;
4321
4322         if (!bset || !like)
4323                 goto error;
4324         ctx = bset->ctx;
4325         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4326         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4327         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4328                         goto error);
4329         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4330                 isl_basic_map_free(like);
4331                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4332         }
4333         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4334         if (!bset)
4335                 goto error;
4336         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4337         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4338         isl_space_free(bmap->dim);
4339         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4340         if (!bmap->dim)
4341                 goto error;
4342         bmap->n_div = like->n_div;
4343         bmap->extra += like->n_div;
4344         if (bmap->extra) {
4345                 unsigned ltotal;
4346                 isl_int **div;
4347                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4348                 if (ltotal > total)
4349                         ltotal = total;
4350                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4351                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4352                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4353                         goto error;
4354                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4355                 if (!div)
4356                         goto error;
4357                 bmap->div = div;
4358                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4359                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4360                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4361                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4362                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4363                 }
4364                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4365                                                         0, 2 * like->n_div);
4366                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4367                         if (!bmap)
4368                                 break;
4369                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4370                                 continue;
4371                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4372                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4373                 }
4374         }
4375         isl_basic_map_free(like);
4376         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4377         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4378         return bmap;
4379 error:
4380         isl_basic_map_free(like);
4381         isl_basic_set_free(bset);
4382         return NULL;
4383 }
4384
4385 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4386         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4387 {
4388         return (struct isl_basic_set *)
4389                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4390 }
4391
4392 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4393         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4394 {
4395         int i;
4396
4397         if (!set || !like)
4398                 goto error;
4399         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4400                     goto error);
4401         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4402                 isl_basic_set_free(like);
4403                 return set;
4404         }
4405         set = isl_set_cow(set);
4406         if (!set)
4407                 goto error;
4408         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4409                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4410                                                       isl_basic_set_copy(like));
4411                 if (!set->p[i])
4412                         goto error;
4413         }
4414         isl_space_free(set->dim);
4415         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4416         if (!set->dim)
4417                 goto error;
4418         isl_basic_set_free(like);
4419         return set;
4420 error:
4421         isl_basic_set_free(like);
4422         isl_set_free(set);
4423         return NULL;
4424 }
4425
4426 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4427 {
4428         int i;
4429
4430         map = isl_map_cow(map);
4431         if (!map)
4432                 return NULL;
4433         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4434         if (!map->dim)
4435                 goto error;
4436
4437         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4438                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4439                                 goto error);
4440         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4441                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4442                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4443                 if (!map->p[i])
4444                         goto error;
4445         }
4446         if (map->n == 0)
4447                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4448         else {
4449                 isl_space_free(map->dim);
4450                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4451         }
4452         if (!map->dim)
4453                 goto error;
4454         return (struct isl_set *)map;
4455 error:
4456         isl_map_free(map);
4457         return NULL;
4458 }
4459
4460 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4461 {
4462         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4463 }
4464
4465 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4466         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4467 {
4468         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4469         if (!bmap || !dim)
4470                 goto error;
4471
4472         isl_space_free(bmap->dim);
4473         bmap->dim = dim;
4474
4475         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4476
4477         return bmap;
4478 error:
4479         isl_basic_map_free(bmap);
4480         isl_space_free(dim);
4481         return NULL;
4482 }
4483
4484 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4485         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4486 {
4487         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4488                                                         dim);
4489 }
4490
4491 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4492         __isl_take isl_space *dim)
4493 {
4494         int i;
4495
4496         map = isl_map_cow(map);
4497         if (!map || !dim)
4498                 goto error;
4499
4500         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4501                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4502                                                     isl_space_copy(dim));
4503                 if (!map->p[i])
4504                         goto error;
4505         }
4506         isl_space_free(map->dim);
4507         map->dim = dim;
4508
4509         return map;
4510 error:
4511         isl_map_free(map);
4512         isl_space_free(dim);
4513         return NULL;
4514 }
4515
4516 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4517         __isl_take isl_space *dim)
4518 {
4519         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4520 }
4521
4522 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4523  */
4524 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4525 {
4526         isl_space *space;
4527         unsigned n;
4528
4529         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4530                 return bset;
4531
4532         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4533         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4534         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4535         space = isl_space_params(space);
4536         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4537         return bset;
4538 }
4539
4540 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4541  */
4542 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4543         __isl_take isl_basic_set *bset)
4544 {
4545         isl_space *space;
4546         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4547         space = isl_space_set_from_params(space);
4548         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4549         return bset;
4550 }
4551
4552 /* Compute the parameter domain of the given set.
4553  */
4554 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4555 {
4556         isl_space *space;
4557         unsigned n;
4558
4559         if (isl_set_is_params(set))
4560                 return set;
4561
4562         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4563         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4564         space = isl_set_get_space(set);
4565         space = isl_space_params(space);
4566         set = isl_set_reset_space(set, space);
4567         return set;
4568 }
4569
4570 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4571  */
4572 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4573 {
4574         isl_space *space;
4575         space = isl_set_get_space(set);
4576         space = isl_space_set_from_params(space);
4577         set = isl_set_reset_space(set, space);
4578         return set;
4579 }
4580
4581 /* Compute the parameter domain of the given map.
4582  */
4583 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4584 {
4585         isl_space *space;
4586         unsigned n;
4587
4588         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4589         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4590         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4591         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4592         space = isl_map_get_space(map);
4593         space = isl_space_params(space);
4594         map = isl_map_reset_space(map, space);
4595         return map;
4596 }
4597
4598 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4599 {
4600         isl_space *dim;
4601         struct isl_basic_set *domain;
4602         unsigned n_in;
4603         unsigned n_out;
4604
4605         if (!bmap)
4606                 return NULL;
4607         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4608
4609         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4610         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4611         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4612         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4613
4614         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4615
4616         return domain;
4617 }
4618
4619 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4620 {
4621         if (!bmap)
4622                 return -1;
4623         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4624 }
4625
4626 /* Is this basic map actually a set?
4627  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4628  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4629  */
4630 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4631 {
4632         if (!bmap)
4633                 return -1;
4634         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4635 }
4636
4637 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4638 {
4639         if (!bmap)
4640                 return NULL;
4641         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4642                 return bmap;
4643         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4644 }
4645
4646 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4647         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4648 {
4649         int i, k;
4650         isl_space *dim;
4651         isl_basic_map *domain;
4652         int nparam, n_in, n_out;
4653         unsigned total;
4654
4655         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4656         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4657         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4658
4659         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4660         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4661
4662         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4663         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4664         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4665
4666         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4667
4668         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4669                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4670                 if (k < 0)
4671                         goto error;
4672                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4673                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4674                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4675         }
4676
4677         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4678         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4679 error:
4680         isl_basic_map_free(bmap);
4681         return NULL;
4682 }
4683
4684 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4685         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4686 {
4687         int i, k;
4688         isl_space *dim;
4689         isl_basic_map *range;
4690         int nparam, n_in, n_out;
4691         unsigned total;
4692
4693         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4694         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4695         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4696
4697         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4698         range = isl_basic_map_universe(dim);
4699
4700         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4701         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4702         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4703
4704         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4705
4706         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4707                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4708                 if (k < 0)
4709                         goto error;
4710                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4711                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4712                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4713         }
4714
4715         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4716         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4717 error:
4718         isl_basic_map_free(bmap);
4719         return NULL;
4720 }
4721
4722 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4723 {
4724         if (!map)
4725                 return -1;
4726         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4727 }
4728
4729 /* Is this map actually a set?
4730  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4731  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4732  */
4733 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4734 {
4735         if (!map)
4736                 return -1;
4737         return isl_space_is_set(map->dim);
4738 }
4739
4740 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4741 {
4742         int i;
4743         struct isl_set *set;
4744
4745         if (!map)
4746                 goto error;
4747         if (isl_map_is_set(map))
4748                 return (isl_set *)map;
4749
4750         map = isl_map_cow(map);
4751         if (!map)
4752                 goto error;
4753
4754         set = (struct isl_set *) map;
4755         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4756         if (!set->dim)
4757                 goto error;
4758         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4759                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4760                 if (!set->p[i])
4761                         goto error;
4762         }
4763         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4764         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4765         return set;
4766 error:
4767         isl_map_free(map);
4768         return NULL;
4769 }
4770
4771 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4772 {
4773         int i;
4774         isl_space *domain_dim;
4775
4776         map = isl_map_cow(map);
4777         if (!map)
4778                 return NULL;
4779
4780         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4781         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4782         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4783         if (!map->dim)
4784                 goto error;
4785         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4786                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4787                 if (!map->p[i])
4788                         goto error;
4789         }
4790         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4791         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4792         return map;
4793 error:
4794         isl_map_free(map);
4795         return NULL;
4796 }
4797
4798 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4799 {
4800         int i;
4801         isl_space *range_dim;
4802
4803         map = isl_map_cow(map);
4804         if (!map)
4805                 return NULL;
4806
4807         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4808         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4809         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4810         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4811         if (!map->dim)
4812                 goto error;
4813         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4814                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4815                 if (!map->p[i])
4816                         goto error;
4817         }
4818         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4819         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4820         return map;
4821 error:
4822         isl_map_free(map);
4823         return NULL;
4824 }
4825
4826 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4827         __isl_take isl_space *dim)
4828 {
4829         int i;
4830         struct isl_map *map = NULL;
4831
4832         set = isl_set_cow(set);
4833         if (!set || !dim)
4834                 goto error;
4835         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4836         map = (struct isl_map *)set;
4837         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4838                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4839                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4840                 if (!map->p[i])
4841                         goto error;
4842         }
4843         isl_space_free(map->dim);
4844         map->dim = dim;
4845         return map;
4846 error:
4847         isl_space_free(dim);
4848         isl_set_free(set);
4849         return NULL;
4850 }
4851
4852 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4853         __isl_take isl_basic_set *bset)
4854 {
4855         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4856 }
4857
4858 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4859         __isl_take isl_basic_set *bset)
4860 {
4861         isl_space *space;
4862         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4863         space = isl_space_from_range(space);
4864         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4865         return (isl_basic_map *)bset;
4866 }
4867
4868 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4869 {
4870         isl_space *space;
4871         space = isl_set_get_space(set);
4872         space = isl_space_from_range(space);
4873         set = isl_set_reset_space(set, space);
4874         return (struct isl_map *)set;
4875 }
4876
4877 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4878 {
4879         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4880 }
4881
4882 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4883         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4884 {
4885         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4886 }
4887
4888 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4889         __isl_take isl_set *range)
4890 {
4891         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4892 }
4893
4894 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4895 {
4896         int i;
4897         struct isl_set *set = NULL;
4898
4899         if (!map)
4900                 return NULL;
4901         map = isl_map_cow(map);
4902         if (!map)
4903                 return NULL;
4904         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4905         if (!map->dim)
4906                 goto error;
4907         set = (struct isl_set *)map;
4908         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4909                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4910                 if (!set->p[i])
4911                         goto error;
4912         }
4913         return set;
4914 error:
4915         isl_map_free(map);
4916         return NULL;
4917 }
4918
4919 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4920         unsigned flags)
4921 {
4922         struct isl_map *map;
4923
4924         if (!dim)
4925                 return NULL;
4926         if (n < 0)
4927                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4928                         "negative number of basic maps", goto error);
4929         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4930                         sizeof(struct isl_map) +
4931                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4932         if (!map)
4933                 goto error;
4934
4935         map->ctx = dim->ctx;
4936         isl_ctx_ref(map->ctx);
4937         map->ref = 1;
4938         map->size = n;
4939         map->n = 0;
4940         map->dim = dim;
4941         map->flags = flags;
4942         return map;
4943 error:
4944         isl_space_free(dim);
4945         return NULL;
4946 }
4947
4948 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4949                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4950                 unsigned flags)
4951 {
4952         struct isl_map *map;
4953         isl_space *dims;
4954
4955         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4956         if (!dims)
4957                 return NULL;
4958
4959         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4960         return map;
4961 }
4962
4963 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4964 {
4965         struct isl_basic_map *bmap;
4966         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4967         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4968         return bmap;
4969 }
4970
4971 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4972 {
4973         struct isl_basic_set *bset;
4974         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4975         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4976         return bset;
4977 }
4978
4979 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4980 {
4981         struct isl_basic_map *bmap;
4982         if (!model)
4983                 return NULL;
4984         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4985         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4986         return bmap;
4987 }
4988
4989 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4990 {
4991         struct isl_basic_map *bmap;
4992         if (!model)
4993                 return NULL;
4994         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4995         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4996         return bmap;
4997 }
4998
4999 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5000 {
5001         struct isl_basic_set *bset;
5002         if (!model)
5003                 return NULL;
5004         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5005         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5006         return bset;
5007 }
5008
5009 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5010 {
5011         struct isl_basic_map *bmap;
5012         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5013         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5014         return bmap;
5015 }
5016
5017 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5018 {
5019         struct isl_basic_set *bset;
5020         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5021         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5022         return bset;
5023 }
5024
5025 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5026 {
5027         int i;
5028         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5029         isl_basic_map *bmap;
5030
5031         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5032         for (i = 0; i < total; ++i) {
5033                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5034                 if (k < 0)
5035                         goto error;
5036                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5037                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5038         }
5039         return bmap;
5040 error:
5041         isl_basic_map_free(bmap);
5042         return NULL;
5043 }
5044
5045 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5046 {
5047         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5048 }
5049
5050 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5051 {
5052         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5053 }
5054
5055 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5056 {
5057         return isl_map_nat_universe(dim);
5058 }
5059
5060 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5061                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5062 {
5063         if (!model)
5064                 return NULL;
5065         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5066 }
5067
5068 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5069 {
5070         if (!model)
5071                 return NULL;
5072         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5073 }
5074
5075 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5076         __isl_keep isl_set *model)
5077 {
5078         if (!model)
5079                 return NULL;
5080         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5081 }
5082
5083 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5084 {
5085         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5086 }
5087
5088 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5089 {
5090         if (!model)
5091                 return NULL;
5092         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5093 }
5094
5095 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5096 {
5097         if (!model)
5098                 return NULL;
5099         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5100 }
5101
5102 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5103 {
5104         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5105 }
5106
5107 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5108 {
5109         if (!model)
5110                 return NULL;
5111         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5112 }
5113
5114 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5115 {
5116         struct isl_map *map;
5117         if (!dim)
5118                 return NULL;
5119         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5120         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5121         return map;
5122 }
5123
5124 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5125 {
5126         struct isl_set *set;
5127         if (!dim)
5128                 return NULL;
5129         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5130         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5131         return set;
5132 }
5133
5134 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5135 {
5136         if (!model)
5137                 return NULL;
5138         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5139 }
5140
5141 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5142 {
5143         int i;
5144         struct isl_map *dup;
5145
5146         if (!map)
5147                 return NULL;
5148         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5149         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5150                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5151         return dup;
5152 }
5153
5154 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5155                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5156 {
5157         if (!bmap || !map)
5158                 goto error;
5159         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5160                 isl_basic_map_free(bmap);
5161                 return map;
5162         }
5163         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5164         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5165         map->p[map->n] = bmap;
5166         map->n++;
5167         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5168         return map;
5169 error:
5170         if (map)
5171                 isl_map_free(map);
5172         if (bmap)
5173                 isl_basic_map_free(bmap);
5174         return NULL;
5175 }
5176
5177 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5178 {
5179         int i;
5180
5181         if (!map)
5182                 return NULL;
5183
5184         if (--map->ref > 0)
5185                 return NULL;
5186
5187         isl_ctx_deref(map->ctx);
5188         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5189                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5190         isl_space_free(map->dim);
5191         free(map);
5192
5193         return NULL;
5194 }
5195
5196 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5197                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5198 {
5199         int i;
5200
5201         base = isl_map_cow(base);
5202         if (!base)
5203                 return NULL;
5204
5205         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5206         if (!base->dim)
5207                 goto error;
5208         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5209                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5210                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5211                 if (!base->p[i])
5212                         goto error;
5213         }
5214         return base;
5215 error:
5216         isl_map_free(base);
5217         return NULL;
5218 }
5219
5220 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5221                 unsigned nparam, unsigned dim)
5222 {
5223         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5224                                                         nparam, 0, dim);
5225 }
5226
5227 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5228         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5229 {
5230         int j;
5231
5232         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5233         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5234         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5235         if (j < 0)
5236                 goto error;
5237         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5238         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5239         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5240         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5241         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5242 error:
5243         isl_basic_map_free(bmap);
5244         return NULL;
5245 }
5246
5247 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5248         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5249 {
5250         int j;
5251
5252         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5253         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5254         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5255         if (j < 0)
5256                 goto error;
5257         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5258         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5259         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5260         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5261         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5262 error:
5263         isl_basic_map_free(bmap);
5264         return NULL;
5265 }
5266
5267 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5268                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5269 {
5270         if (!bmap)
5271                 return NULL;
5272         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5273         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5274                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5275 error:
5276         isl_basic_map_free(bmap);
5277         return NULL;
5278 }
5279
5280 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5281                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5282 {
5283         if (!bmap)
5284                 return NULL;
5285         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5286         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5287                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5288 error:
5289         isl_basic_map_free(bmap);
5290         return NULL;
5291 }
5292
5293 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5294                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5295 {
5296         return (struct isl_basic_set *)
5297                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5298                                         type, pos, value);
5299 }
5300
5301 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5302                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5303 {
5304         return (struct isl_basic_set *)
5305                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5306                                         type, pos, value);
5307 }
5308
5309 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5310                 unsigned input, int value)
5311 {
5312         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5313 }
5314
5315 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5316                 unsigned dim, int value)
5317 {
5318         return (struct isl_basic_set *)
5319                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5320                                         isl_dim_set, dim, value);
5321 }
5322
5323 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5324 {
5325         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5326
5327         if (empty < 0)
5328                 return -1;
5329         if (!empty)
5330                 return 0;
5331
5332         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5333         if (i != map->n - 1) {
5334                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5335                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5336         }
5337         map->n--;
5338
5339         return 0;
5340 }
5341
5342 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5343                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5344 {
5345         int i;
5346
5347         map = isl_map_cow(map);
5348         if (!map)
5349                 return NULL;
5350
5351         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5352         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5353                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5354                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5355                         goto error;
5356         }
5357         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5358         return map;
5359 error:
5360         isl_map_free(map);
5361         return NULL;
5362 }
5363
5364 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5365                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5366 {
5367         return (struct isl_set *)
5368                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5369 }
5370
5371 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5372                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5373 {
5374         int i;
5375
5376         map = isl_map_cow(map);
5377         if (!map)
5378                 return NULL;
5379
5380         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5381         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5382                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5383                 if (!map->p[i])
5384                         goto error;
5385         }
5386         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5387         return map;
5388 error:
5389         isl_map_free(map);
5390         return NULL;
5391 }
5392
5393 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5394                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5395 {
5396         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5397 }
5398
5399 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5400                 unsigned input, int value)
5401 {
5402         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5403 }
5404
5405 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5406 {
5407         return (struct isl_set *)
5408                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5409 }
5410
5411 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5412         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5413         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5414 {
5415         int j;
5416
5417         if (!bmap)
5418                 return NULL;
5419         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5420         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5421         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5422         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5423         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5424         if (j < 0)
5425                 goto error;
5426         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5427         if (upper) {
5428                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5429                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5430         } else {
5431                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5432                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5433         }
5434         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5435         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5436 error:
5437         isl_basic_map_free(bmap);
5438         return NULL;
5439 }
5440
5441 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5442         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5443         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5444 {
5445         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5446 }
5447
5448 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5449  */
5450 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5451         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5452         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5453 {
5454         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5455 }
5456
5457 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5458         unsigned dim, isl_int value)
5459 {
5460         int j;
5461
5462         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5463         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5464         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5465         if (j < 0)
5466                 goto error;
5467         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5468         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5469         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5470         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5471         return isl_basic_set_finalize(bset);
5472 error:
5473         isl_basic_set_free(bset);
5474         return NULL;
5475 }
5476
5477 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5478         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5479 {
5480         int i;
5481
5482         map = isl_map_cow(map);
5483         if (!map)
5484                 return NULL;
5485
5486         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5487         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5488                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5489                                                  type, pos, value, upper);
5490                 if (!map->p[i])
5491                         goto error;
5492         }
5493         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5494         return map;
5495 error:
5496         isl_map_free(map);
5497         return NULL;
5498 }
5499
5500 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5501         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5502 {
5503         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5504 }
5505
5506 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5507         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5508 {
5509         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5510 }
5511
5512 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5513                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5514 {
5515         return (struct isl_set *)
5516                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5517 }
5518
5519 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5520         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5521 {
5522         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5523 }
5524
5525 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5526  * is set) to "value".
5527  */
5528 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5529         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5530         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5531 {
5532         int j;
5533
5534         if (!bmap)
5535                 return NULL;
5536         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5537                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5538                         "index out of bounds", goto error);
5539         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5540         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5541         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5542         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5543         if (j < 0)
5544                 goto error;
5545         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5546         if (upper) {
5547                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5548                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5549         } else {
5550                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5551                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5552         }
5553         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5555 error:
5556         isl_basic_map_free(bmap);
5557         return NULL;
5558 }
5559
5560 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5561  * is set) to "value".
5562  */
5563 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5564         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5565 {
5566         int i;
5567
5568         map = isl_map_cow(map);
5569         if (!map)
5570                 return NULL;
5571
5572         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5573                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5574                         "index out of bounds", goto error);
5575         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5576                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5577                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5578                         goto error;
5579         }
5580         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5581         return map;
5582 error:
5583         isl_map_free(map);
5584         return NULL;
5585 }
5586
5587 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5588         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5589 {
5590         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5591 }
5592
5593 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5595 {
5596         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5597 }
5598
5599 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5600         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5601 {
5602         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5603 }
5604
5605 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5606         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5607 {
5608         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5609 }
5610
5611 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5612                                         isl_int value)
5613 {
5614         int i;
5615
5616         set = isl_set_cow(set);
5617         if (!set)
5618                 return NULL;
5619
5620         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5621         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5622                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5623                 if (!set->p[i])
5624                         goto error;
5625         }
5626         return set;
5627 error:
5628         isl_set_free(set);
5629         return NULL;
5630 }
5631
5632 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5633 {
5634         int i;
5635
5636         map = isl_map_cow(map);
5637         if (!map)
5638                 return NULL;
5639
5640         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5641         if (!map->dim)
5642                 goto error;
5643         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5644                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5645                 if (!map->p[i])
5646                         goto error;
5647         }
5648         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5649         return map;
5650 error:
5651         isl_map_free(map);
5652         return NULL;
5653 }
5654
5655 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5656                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5657                 struct isl_set **empty, int max)
5658 {
5659         if (!bmap)
5660                 goto error;
5661         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5662                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5663         else
5664                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5665 error:
5666         isl_basic_map_free(bmap);
5667         isl_basic_set_free(dom);
5668         if (empty)
5669                 *empty = NULL;
5670         return NULL;
5671 }
5672
5673 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5674                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5675                 struct isl_set **empty)
5676 {
5677         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5678 }
5679
5680 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5681                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5682                 struct isl_set **empty)
5683 {
5684         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5685 }
5686
5687 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5688                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5689                 struct isl_set **empty)
5690 {
5691         return (struct isl_set *)
5692                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5693                         dom, empty);
5694 }
5695
5696 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5697                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5698                 struct isl_set **empty)
5699 {
5700         return (struct isl_set *)
5701                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5702                         dom, empty);
5703 }
5704
5705 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5706         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5707         __isl_give isl_set **empty)
5708 {
5709         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5710 }
5711
5712 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5713         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5714         __isl_give isl_set **empty)
5715 {
5716         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5717 }
5718
5719 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5720         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5721         __isl_give isl_set **empty)
5722 {
5723         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5724 }
5725
5726 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5727         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5728         __isl_give isl_set **empty)
5729 {
5730         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5731 }
5732
5733 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5734         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5735 {
5736         isl_basic_set *dom = NULL;
5737         isl_space *dom_space;
5738
5739         if (!bmap)
5740                 goto error;
5741         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5742         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5743         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5744 error:
5745         isl_basic_map_free(bmap);
5746         return NULL;
5747 }
5748
5749 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5750         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5751 {
5752         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5753 }
5754
5755 #undef TYPE
5756 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5757 #undef SUFFIX
5758 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5759 #undef EMPTY
5760 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5761 #undef ADD
5762 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5763 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5764
5765 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5766  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5767  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5768  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5769  *
5770  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5771  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5772  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5773  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5774  * update both "res" and "todo".
5775  */
5776 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5777         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5778         __isl_give isl_set **empty, int max)
5779 {
5780         int i;
5781         isl_pw_multi_aff *res;
5782         isl_set *todo;
5783
5784         if (!map || !dom)
5785                 goto error;
5786
5787         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5788                 if (empty)
5789                         *empty = dom;
5790                 else
5791                         isl_set_free(dom);
5792                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5793         }
5794
5795         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5796                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5797                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5798
5799         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5800                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5801                 isl_set *todo_i;
5802
5803                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5804                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5805                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5806
5807                 if (max)
5808                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5809                 else
5810                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5811
5812                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5813         }
5814
5815         isl_set_free(dom);
5816         isl_map_free(map);
5817
5818         if (empty)
5819                 *empty = todo;
5820         else
5821                 isl_set_free(todo);
5822
5823         return res;
5824 error:
5825         if (empty)
5826                 *empty = NULL;
5827         isl_set_free(dom);
5828         isl_map_free(map);
5829         return NULL;
5830 }
5831
5832 #undef TYPE
5833 #define TYPE    isl_map
5834 #undef SUFFIX
5835 #define SUFFIX
5836 #undef EMPTY
5837 #define EMPTY   isl_map_empty
5838 #undef ADD
5839 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5840 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5841
5842 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5843  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5844  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5845  *
5846  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5847  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5848  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5849  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5850  * update both "res" and "todo".
5851  *
5852  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5853  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5854  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5855  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5856  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5857  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5858  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5859  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5860  * for the ith basic map, i.e.,
5861  *
5862  *      todo^i = todo^k * todo_i
5863  *
5864  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5865  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5866  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5867  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5868  * the lexicographic order.)
5869  * In practice, we compute
5870  *
5871  *      res^k * (res_i . "<=")
5872  *
5873  * and
5874  *
5875  *      res_i * (res^k . "<")
5876  *
5877  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5878  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5879  * that one, i.e.,
5880  *
5881  *      res^k * todo_i
5882  * and
5883  *      res_i * todo^k
5884  *
5885  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5886  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5887  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5888  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5889  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5890  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5891  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5892  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5893  * the previous basic maps.
5894  */
5895 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5896                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5897                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5898 {
5899         int i;
5900         struct isl_map *res;
5901         struct isl_set *todo;
5902
5903         if (!map || !dom)
5904                 goto error;
5905
5906         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5907                 if (empty)
5908                         *empty = dom;
5909                 else
5910                         isl_set_free(dom);
5911                 return map;
5912         }
5913
5914         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5915                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5916
5917         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5918                 isl_map *lt, *le;
5919                 isl_map *res_i;
5920                 isl_set *todo_i;
5921                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5922
5923                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5924                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5925
5926                 if (max) {
5927                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5928                         le = isl_map_lex_le(dim);
5929                 } else {
5930                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5931                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5932                 }
5933                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5934                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5935                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5936                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5937
5938                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5939                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5940                                                         isl_set_copy(todo_i));
5941                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5942                                                         isl_set_copy(todo));
5943                 }
5944
5945                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5946                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5947                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5948
5949                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5950         }
5951
5952         isl_set_free(dom);
5953         isl_map_free(map);
5954
5955         if (empty)
5956                 *empty = todo;
5957         else
5958                 isl_set_free(todo);
5959
5960         return res;
5961 error:
5962         if (empty)
5963                 *empty = NULL;
5964         isl_set_free(dom);
5965         isl_map_free(map);
5966         return NULL;
5967 }
5968
5969 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5970                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5971                 __isl_give isl_set **empty)
5972 {
5973         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5974 }
5975
5976 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5977                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5978                 __isl_give isl_set **empty)
5979 {
5980         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5981 }
5982
5983 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5984                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5985                 __isl_give isl_set **empty)
5986 {
5987         return (struct isl_set *)
5988                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5989                         dom, empty);
5990 }
5991
5992 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5993                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5994                 __isl_give isl_set **empty)
5995 {
5996         return (struct isl_set *)
5997                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5998                         dom, empty);
5999 }
6000
6001 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6002 {
6003         struct isl_basic_set *dom = NULL;
6004         isl_space *dom_dim;
6005
6006         if (!bmap)
6007                 goto error;
6008         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
6009         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
6010         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6011 error:
6012         isl_basic_map_free(bmap);
6013         return NULL;
6014 }
6015
6016 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6017 {
6018         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6019 }
6020
6021 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6022 {
6023         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6024 }
6025
6026 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6027 {
6028         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6029 }
6030
6031 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6032 {
6033         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6034 }
6035
6036 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6037 {
6038         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6039 }
6040
6041 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6042 {
6043         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6044 }
6045
6046 /* Extract the first and only affine expression from list
6047  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6048  * This domain is known to be disjoint from other domains
6049  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6050  */
6051 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6052         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6053 {
6054         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6055         isl_aff *aff;
6056         isl_pw_aff **pwaff = user;
6057         isl_pw_aff *pwaff_i;
6058
6059         if (!list)
6060                 goto error;
6061         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6062                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6063                         "expecting single element list", goto error);
6064
6065         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6066         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6067
6068         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6069
6070         isl_aff_list_free(list);
6071
6072         return 0;
6073 error:
6074         isl_basic_set_free(dom);
6075         isl_aff_list_free(list);
6076         return -1;
6077 }
6078
6079 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6080  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6081  *
6082  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6083  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6084  */
6085 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6086         int max)
6087 {
6088         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6089         isl_pw_aff *pwaff;
6090         int r;
6091
6092         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6093         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6094         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6095
6096         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6097         if (r < 0)
6098                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6099
6100         return pwaff;
6101 }
6102
6103 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6104  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6105  * but independently of the other output dimensions.
6106  *
6107  * We first project out the other output dimension and then compute
6108  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6109  * using isl_pw_aff_union_max.
6110  */
6111 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6112         int max)
6113 {
6114         int i;
6115         isl_pw_aff *pwaff;
6116         unsigned n_out;
6117
6118         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6119         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6120         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6121         if (!map)
6122                 return NULL;
6123
6124         if (map->n == 0) {
6125                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6126                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6127                 isl_map_free(map);
6128                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6129         }
6130
6131         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6132         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6133                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6134
6135                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6136                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6137         }
6138
6139         isl_map_free(map);
6140
6141         return pwaff;
6142 }
6143
6144 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6145  * parameters and input dimensions, but independently of
6146  * the other output dimensions.
6147  */
6148 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6149 {
6150         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6151 }
6152
6153 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6154  * as a function of the parameters,
6155  * but independently of the other set dimensions.
6156  */
6157 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6158         int max)
6159 {
6160         return map_dim_opt(set, pos, max);
6161 }
6162
6163 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6164  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6165  */
6166 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6167 {
6168         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6169 }
6170
6171 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6172  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6173  */
6174 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6175 {
6176         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6177 }
6178
6179 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6180  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6181  */
6182 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6183         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6184 {
6185         unsigned nparam;
6186
6187         if (!bset || !mat)
6188                 goto error;
6189
6190         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6191         if (!bset->dim)
6192                 goto error;
6193
6194         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6195
6196         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6197
6198         bset->dim->nparam = 0;
6199         bset->dim->n_out = nparam;
6200         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6201         if (bset) {
6202                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6203                 bset->dim->n_out = 0;
6204         }
6205         return bset;
6206 error:
6207         isl_mat_free(mat);
6208         isl_basic_set_free(bset);
6209         return NULL;
6210 }
6211
6212 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6213  * set is assumed to have only parameters and divs.
6214  */
6215 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6216         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6217 {
6218         isl_space *dim = NULL;
6219         unsigned nparam;
6220
6221         if (!set || !mat)
6222                 goto error;
6223
6224         dim = isl_space_copy(set->dim);
6225         dim = isl_space_cow(dim);
6226         if (!dim)
6227                 goto error;
6228
6229         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6230
6231         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6232
6233         dim->nparam = 0;
6234         dim->n_out = nparam;
6235         isl_set_reset_space(set, dim);
6236         set = isl_set_preimage(set, mat);
6237         if (!set)
6238                 goto error2;
6239         dim = isl_space_copy(set->dim);
6240         dim = isl_space_cow(dim);
6241         if (!dim)
6242                 goto error2;
6243         dim->nparam = dim->n_out;
6244         dim->n_out = 0;
6245         isl_set_reset_space(set, dim);
6246         return set;
6247 error:
6248         isl_space_free(dim);
6249         isl_mat_free(mat);
6250 error2:
6251         isl_set_free(set);
6252         return NULL;
6253 }
6254
6255 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6256  * equalities in "eq".
6257  */
6258 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6259         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6260 {
6261         int i, k;
6262         unsigned len;
6263
6264         if (!bset || !eq)
6265                 goto error;
6266
6267         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6268                                         eq->n_row, 0);
6269         if (!bset)
6270                 goto error;
6271
6272         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6273         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6274                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6275                 if (k < 0)
6276                         goto error;
6277                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6278                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6279         }
6280         isl_mat_free(eq);
6281
6282         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6283         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6284
6285         return bset;
6286 error:
6287         isl_mat_free(eq);
6288         isl_basic_set_free(bset);
6289         return NULL;
6290 }
6291
6292 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6293  * equalities in "eq".
6294  */
6295 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6296         struct isl_mat *eq)
6297 {
6298         int i;
6299
6300         if (!set || !eq)
6301                 goto error;
6302
6303         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6304                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6305                                         isl_mat_copy(eq));
6306                 if (!set->p[i])
6307                         goto error;
6308         }
6309         isl_mat_free(eq);
6310         return set;
6311 error:
6312         isl_mat_free(eq);
6313         isl_set_free(set);
6314         return NULL;
6315 }
6316
6317 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6318  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6319  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6320  * The output has the same parameters, but only
6321  * explicit existentially quantified variables.
6322  *
6323  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6324  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6325  * among the parameters by performing a variable compression on
6326  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6327  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6328  */
6329 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6330 {
6331         int i, j;
6332         struct isl_mat *eq;
6333         struct isl_mat *T, *T2;
6334         struct isl_set *set;
6335         unsigned nparam, n_div;
6336
6337         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6338         if (!bset)
6339                 return NULL;
6340
6341         if (bset->n_eq == 0)
6342                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6343
6344         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6345         if (!bset)
6346                 return NULL;
6347         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6348                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6349
6350         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6351         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6352
6353         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6354                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6355                         ++i;
6356         }
6357         if (i == bset->n_eq)
6358                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6359
6360         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6361                 0, 1 + nparam);
6362         eq = isl_mat_cow(eq);
6363         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6364         if (T && T->n_col == 0) {
6365                 isl_mat_free(T);
6366                 isl_mat_free(T2);
6367                 isl_mat_free(eq);
6368                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6369                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6370         }
6371         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6372
6373         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6374         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6375         set = set_append_equalities(set, eq);
6376         return set;
6377 }
6378
6379 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6380  * quantified variables.
6381  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6382  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6383  * no input or output dimensions and the dimension specification
6384  * is reset to that of the input.
6385  */
6386 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6387 {
6388         struct isl_basic_set *bset;
6389         struct isl_set *set;
6390         struct isl_map *map;
6391         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6392         unsigned         nparam;
6393         unsigned         n_in;
6394         unsigned         n_out;
6395
6396         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6397         if (!bmap)
6398                 return NULL;
6399
6400         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6401         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6402         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6403         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6404         if (!dim)
6405                 goto error;
6406
6407         orig_dim = bmap->dim;
6408         bmap->dim = dim;
6409         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6410
6411         set = parameter_compute_divs(bset);
6412         map = (struct isl_map *)set;
6413         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6414
6415         return map;
6416 error:
6417         isl_basic_map_free(bmap);
6418         return NULL;
6419 }
6420
6421 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6422 {
6423         int i;
6424         unsigned off;
6425
6426         if (!bmap)
6427                 return -1;
6428
6429         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6430         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6431                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6432                         return 0;
6433                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6434                                 return -1);
6435         }
6436         return 1;
6437 }
6438
6439 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6440 {
6441         int i;
6442
6443         if (!map)
6444                 return -1;
6445
6446         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6447                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6448                 if (known <= 0)
6449                         return known;
6450         }
6451
6452         return 1;
6453 }
6454
6455 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6456  * expressions for them.  However, this computation may be
6457  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6458  * strictly needed.
6459  */
6460 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6461 {
6462         int known;
6463         struct isl_map *map;
6464
6465         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6466         if (known < 0)
6467                 goto error;
6468         if (known)
6469                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6470
6471         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6472
6473         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6474         if (known < 0)
6475                 goto error;
6476         if (known)
6477                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6478
6479         map = compute_divs(bmap);
6480         return map;
6481 error:
6482         isl_basic_map_free(bmap);
6483         return NULL;
6484 }
6485
6486 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6487 {
6488         int i;
6489         int known;
6490         struct isl_map *res;
6491
6492         if (!map)
6493                 return NULL;
6494         if (map->n == 0)
6495                 return map;
6496
6497         known = map_divs_known(map);
6498         if (known < 0) {
6499                 isl_map_free(map);
6500                 return NULL;
6501         }
6502         if (known)
6503                 return map;
6504
6505         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6506         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6507                 struct isl_map *r2;
6508                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6509                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6510                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6511                 else
6512                         res = isl_map_union(res, r2);
6513         }
6514         isl_map_free(map);
6515
6516         return res;
6517 }
6518
6519 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6520 {
6521         return (struct isl_set *)
6522                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6523 }
6524
6525 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6526 {
6527         return (struct isl_set *)
6528                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6529 }
6530
6531 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6532 {
6533         int i;
6534         struct isl_set *set;
6535
6536         if (!map)
6537                 goto error;
6538
6539         map = isl_map_cow(map);
6540         if (!map)
6541                 return NULL;
6542
6543         set = (struct isl_set *)map;
6544         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6545         if (!set->dim)
6546                 goto error;
6547         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6548                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6549                 if (!set->p[i])
6550                         goto error;
6551         }
6552         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6553         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6554         return set;
6555 error:
6556         isl_map_free(map);
6557         return NULL;
6558 }
6559
6560 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6561  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6562  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6563  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6564  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6565  * may not be disjoint.
6566  *
6567  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6568  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6569  */
6570 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6571         __isl_take isl_map *map2)
6572 {
6573         int i;
6574         unsigned flags = 0;
6575         struct isl_map *map = NULL;
6576         int is_universe;
6577
6578         if (!map1 || !map2)
6579                 goto error;
6580
6581         if (map1->n == 0) {
6582                 isl_map_free(map1);
6583                 return map2;
6584         }
6585         if (map2->n == 0) {
6586                 isl_map_free(map2);
6587                 return map1;
6588         }
6589
6590         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6591         if (is_universe < 0)
6592                 goto error;
6593         if (is_universe) {
6594                 isl_map_free(map2);
6595                 return map1;
6596         }
6597
6598         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6599         if (is_universe < 0)
6600                 goto error;
6601         if (is_universe) {
6602                 isl_map_free(map1);
6603                 return map2;
6604         }
6605
6606         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6607
6608         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6609             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6610                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6611
6612         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6613                                 map1->n + map2->n, flags);
6614         if (!map)
6615                 goto error;
6616         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6617                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6618                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6619                 if (!map)
6620                         goto error;
6621         }
6622         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6623                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6624                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6625                 if (!map)
6626                         goto error;
6627         }
6628         isl_map_free(map1);
6629         isl_map_free(map2);
6630         return map;
6631 error:
6632         isl_map_free(map);
6633         isl_map_free(map1);
6634         isl_map_free(map2);
6635         return NULL;
6636 }
6637
6638 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6639         __isl_take isl_map *map2)
6640 {
6641         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6642 }
6643
6644 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6645 {
6646         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6647         if (!map1)
6648                 return NULL;
6649         if (map1->n > 1)
6650                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6651         return map1;
6652 }
6653
6654 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6655                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6656 {
6657         return (struct isl_set *)
6658                 isl_map_union_disjoint(
6659                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6660 }
6661
6662 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6663 {
6664         return (struct isl_set *)
6665                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6666 }
6667
6668 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6669  * the results.
6670  *
6671  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6672  */
6673 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6674         __isl_take isl_set *set,
6675         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6676                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6677 {
6678         unsigned flags = 0;
6679         struct isl_map *result;
6680         int i, j;
6681
6682         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6683                 isl_set_free(set);
6684                 return map;
6685         }
6686
6687         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6688             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6689                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6690
6691         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6692                                         map->n * set->n, flags);
6693         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6694                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6695                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6696                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6697                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6698                         if (!result)
6699                                 break;
6700                 }
6701
6702         isl_map_free(map);
6703         isl_set_free(set);
6704         return result;
6705 }
6706
6707 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6708         __isl_take isl_set *set)
6709 {
6710         if (!map || !set)
6711                 goto error;
6712
6713         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6714                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6715                         "incompatible spaces", goto error);
6716
6717         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6718 error:
6719         isl_map_free(map);
6720         isl_set_free(set);
6721         return NULL;
6722 }
6723
6724 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6725         __isl_take isl_set *set)
6726 {
6727         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6728 }
6729
6730 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6731         __isl_take isl_set *set)
6732 {
6733         if (!map || !set)
6734                 goto error;
6735
6736         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6737                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6738                         "incompatible spaces", goto error);
6739
6740         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6741 error:
6742         isl_map_free(map);
6743         isl_set_free(set);
6744         return NULL;
6745 }
6746
6747 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6748         __isl_take isl_set *set)
6749 {
6750         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6751                                                 &map_intersect_domain);
6752 }
6753
6754 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6755         __isl_take isl_map *map2)
6756 {
6757         if (!map1 || !map2)
6758                 goto error;
6759         map1 = isl_map_reverse(map1);
6760         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6761         return isl_map_reverse(map1);
6762 error:
6763         isl_map_free(map1);
6764         isl_map_free(map2);
6765         return NULL;
6766 }
6767
6768 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6769         __isl_take isl_map *map2)
6770 {
6771         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6772 }
6773
6774 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6775         __isl_take isl_map *map2)
6776 {
6777         isl_space *dim_result;
6778         struct isl_map *result;
6779         int i, j;
6780
6781         if (!map1 || !map2)
6782                 goto error;
6783
6784         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6785                                   isl_space_copy(map2->dim));
6786
6787         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6788         if (!result)
6789                 goto error;
6790         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6791                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6792                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6793                             isl_basic_map_apply_range(
6794                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6795                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6796                         if (!result)
6797                                 goto error;
6798                 }
6799         isl_map_free(map1);
6800         isl_map_free(map2);
6801         if (result && result->n <= 1)
6802                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6803         return result;
6804 error:
6805         isl_map_free(map1);
6806         isl_map_free(map2);
6807         return NULL;
6808 }
6809
6810 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6811         __isl_take isl_map *map2)
6812 {
6813         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6814 }
6815
6816 /*
6817  * returns range - domain
6818  */
6819 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6820 {
6821         isl_space *dims, *target_dim;
6822         struct isl_basic_set *bset;
6823         unsigned dim;
6824         unsigned nparam;
6825         int i;
6826
6827         if (!bmap)
6828                 goto error;
6829         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6830                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6831                    goto error);
6832         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6833         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6834         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6835         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6836         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6837         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6838         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6839         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6840         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6841         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6842                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6843                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6844                 if (j < 0) {
6845                         bset = isl_basic_set_free(bset);
6846                         break;
6847                 }
6848                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6849                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6850                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6851                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6852         }
6853         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6854         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6855         return bset;
6856 error:
6857         isl_basic_map_free(bmap);
6858         return NULL;
6859 }
6860
6861 /*
6862  * returns range - domain
6863  */
6864 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6865 {
6866         int i;
6867         isl_space *dim;
6868         struct isl_set *result;
6869
6870         if (!map)
6871                 return NULL;
6872
6873         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6874                                                  map->dim, isl_dim_out),
6875                    goto error);
6876         dim = isl_map_get_space(map);
6877         dim = isl_space_domain(dim);
6878         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6879         if (!result)
6880                 goto error;
6881         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6882                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6883                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6884         isl_map_free(map);
6885         return result;
6886 error:
6887         isl_map_free(map);
6888         return NULL;
6889 }
6890
6891 /*
6892  * returns [domain -> range] -> range - domain
6893  */
6894 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6895         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6896 {
6897         int i, k;
6898         isl_space *dim;
6899         isl_basic_map *domain;
6900         int nparam, n;
6901         unsigned total;
6902
6903         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6904                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6905                         "domain and range don't match", goto error);
6906
6907         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6908         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6909
6910         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6911         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6912
6913         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6914         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6915         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6916
6917         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6918
6919         for (i = 0; i < n; ++i) {
6920                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6921                 if (k < 0)
6922                         goto error;
6923                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6924                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6925                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6926                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6927         }
6928
6929         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6930         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6931 error:
6932         isl_basic_map_free(bmap);
6933         return NULL;
6934 }
6935
6936 /*
6937  * returns [domain -> range] -> range - domain
6938  */
6939 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6940 {
6941         int i;
6942         isl_space *domain_dim;
6943
6944         if (!map)
6945                 return NULL;
6946
6947         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6948                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6949                         "domain and range don't match", goto error);
6950
6951         map = isl_map_cow(map);
6952         if (!map)
6953                 return NULL;
6954
6955         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6956         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6957         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6958         if (!map->dim)
6959                 goto error;
6960         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6961                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6962                 if (!map->p[i])
6963                         goto error;
6964         }
6965         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6966         return map;
6967 error:
6968         isl_map_free(map);
6969         return NULL;
6970 }
6971
6972 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6973 {
6974         struct isl_basic_map *bmap;
6975         unsigned nparam;
6976         unsigned dim;
6977         int i;
6978
6979         if (!dims)
6980                 return NULL;
6981
6982         nparam = dims->nparam;
6983         dim = dims->n_out;
6984         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6985         if (!bmap)
6986                 goto error;
6987
6988         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6989                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6990                 if (j < 0)
6991                         goto error;
6992                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6993                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6994                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6995         }
6996         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6997 error:
6998         isl_basic_map_free(bmap);
6999         return NULL;
7000 }
7001
7002 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7003 {
7004         if (!dim)
7005                 return NULL;
7006         if (dim->n_in != dim->n_out)
7007                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7008                         "number of input and output dimensions needs to be "
7009                         "the same", goto error);
7010         return basic_map_identity(dim);
7011 error:
7012         isl_space_free(dim);
7013         return NULL;
7014 }
7015
7016 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7017 {
7018         if (!model || !model->dim)
7019                 return NULL;
7020         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7021 }
7022
7023 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7024 {
7025         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7026 }
7027
7028 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7029 {
7030         if (!model || !model->dim)
7031                 return NULL;
7032         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7033 }
7034
7035 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7036 {
7037         if (!model || !model->dim)
7038                 return NULL;
7039         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7040 }
7041
7042 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7043 {
7044         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7045         isl_map *id;
7046         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7047         return isl_map_intersect_range(id, set);
7048 }
7049
7050 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7051  * values.
7052  */
7053 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7054         __isl_take isl_space *space)
7055 {
7056         int i;
7057         unsigned nparam;
7058         unsigned dim;
7059         struct isl_basic_set *bset;
7060
7061         if (!space)
7062                 return NULL;
7063         nparam = space->nparam;
7064         dim = space->n_out;
7065         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7066         if (!bset)
7067                 return NULL;
7068         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7069                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7070                 if (k < 0)
7071                         goto error;
7072                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7073                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7074         }
7075         return bset;
7076 error:
7077         isl_basic_set_free(bset);
7078         return NULL;
7079 }
7080
7081 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7082  */
7083 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7084         int pos)
7085 {
7086         int k;
7087         isl_basic_set *nonneg;
7088
7089         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7090         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7091         if (k < 0)
7092                 goto error;
7093         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7094         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7095
7096         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7097 error:
7098         isl_basic_set_free(nonneg);
7099         return NULL;
7100 }
7101
7102 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7103  */
7104 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7105 {
7106         int k;
7107         isl_basic_set *neg;
7108
7109         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7110         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7111         if (k < 0)
7112                 goto error;
7113         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7114         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7115         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7116
7117         return isl_basic_set_finalize(neg);
7118 error:
7119         isl_basic_set_free(neg);
7120         return NULL;
7121 }
7122
7123 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7124         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7125 {
7126         int i;
7127         isl_basic_set *nonneg;
7128         isl_basic_set *neg;
7129
7130         if (!set)
7131                 return NULL;
7132         if (n == 0)
7133                 return set;
7134
7135         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7136
7137         for (i = 0; i < n; ++i) {
7138                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7139                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7140                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7141                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7142
7143                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7144         }
7145
7146         return set;
7147 error:
7148         isl_set_free(set);
7149         return NULL;
7150 }
7151
7152 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7153         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7154         void *user)
7155 {
7156         isl_set *half;
7157
7158         if (!set)
7159                 return -1;
7160         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7161                 isl_set_free(set);
7162                 return 0;
7163         }
7164         if (first == len)
7165                 return fn(set, signs, user);
7166
7167         signs[first] = 1;
7168         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7169                                                         1 + first));
7170         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7171         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7172                 goto error;
7173
7174         signs[first] = -1;
7175         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7176                                                         1 + first));
7177         half = isl_set_intersect(half, set);
7178         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7179 error:
7180         isl_set_free(set);
7181         return -1;
7182 }
7183
7184 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7185  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7186  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7187  * to the sign of the corresponding variable.
7188  */
7189 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7190         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7191         void *user)
7192 {
7193         unsigned nparam;
7194         unsigned nvar;
7195         int *signs;
7196         int r;
7197
7198         if (!set)
7199                 return -1;
7200         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7201                 return 0;
7202
7203         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7204         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7205
7206         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7207
7208         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7209                             fn, user);
7210
7211         free(signs);
7212
7213         return r;
7214 }
7215
7216 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7217 {
7218         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7219 }
7220
7221 int isl_basic_map_is_subset(
7222                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7223 {
7224         int is_subset;
7225         struct isl_map *map1;
7226         struct isl_map *map2;
7227
7228         if (!bmap1 || !bmap2)
7229                 return -1;
7230
7231         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7232         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7233
7234         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7235
7236         isl_map_free(map1);
7237         isl_map_free(map2);
7238
7239         return is_subset;
7240 }
7241
7242 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7243         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7244 {
7245         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7246 }
7247
7248 int isl_basic_map_is_equal(
7249                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7250 {
7251         int is_subset;
7252
7253         if (!bmap1 || !bmap2)
7254                 return -1;
7255         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7256         if (is_subset != 1)
7257                 return is_subset;
7258         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7259         return is_subset;
7260 }
7261
7262 int isl_basic_set_is_equal(
7263                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7264 {
7265         return isl_basic_map_is_equal(
7266                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7267 }
7268
7269 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7270 {
7271         int i;
7272         int is_empty;
7273
7274         if (!map)
7275                 return -1;
7276         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7277                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7278                 if (is_empty < 0)
7279                         return -1;
7280                 if (!is_empty)
7281                         return 0;
7282         }
7283         return 1;
7284 }
7285
7286 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7287 {
7288         return map ? map->n == 0 : -1;
7289 }
7290
7291 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7292 {
7293         return isl_map_plain_is_empty(map);
7294 }
7295
7296 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7297 {
7298         return set ? set->n == 0 : -1;
7299 }
7300
7301 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7302 {
7303         return isl_set_plain_is_empty(set);
7304 }
7305
7306 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7307 {
7308         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7309 }
7310
7311 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7312 {
7313         if (!map1 || !map2)
7314                 return -1;
7315
7316         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7317 }
7318
7319 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7320 {
7321         if (!set1 || !set2)
7322                 return -1;
7323
7324         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7325 }
7326
7327 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7328 {
7329         int is_subset;
7330
7331         if (!map1 || !map2)
7332                 return -1;
7333         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7334         if (is_subset != 1)
7335                 return is_subset;
7336         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7337         return is_subset;
7338 }
7339
7340 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7341 {
7342         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7343 }
7344
7345 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7346                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7347 {
7348         int is_subset;
7349
7350         if (!bmap1 || !bmap2)
7351                 return -1;
7352         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7353         if (is_subset != 1)
7354                 return is_subset;
7355         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7356         if (is_subset == -1)
7357                 return is_subset;
7358         return !is_subset;
7359 }
7360
7361 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7362 {
7363         int is_subset;
7364
7365         if (!map1 || !map2)
7366                 return -1;
7367         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7368         if (is_subset != 1)
7369                 return is_subset;
7370         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7371         if (is_subset == -1)
7372                 return is_subset;
7373         return !is_subset;
7374 }
7375
7376 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7377 {
7378         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7379 }
7380
7381 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7382 {
7383         if (!bmap)
7384                 return -1;
7385         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7386 }
7387
7388 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7389 {
7390         if (!bset)
7391                 return -1;
7392         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7393 }
7394
7395 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7396 {
7397         int i;
7398
7399         if (!map)
7400                 return -1;
7401
7402         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7403                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7404                 if (r < 0 || r)
7405                         return r;
7406         }
7407
7408         return 0;
7409 }
7410
7411 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7412 {
7413         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7414 }
7415
7416 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7417 {
7418         return isl_set_plain_is_universe(set);
7419 }
7420
7421 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7422 {
7423         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7424         struct isl_vec *sample = NULL;
7425         int empty;
7426         unsigned total;
7427
7428         if (!bmap)
7429                 return -1;
7430
7431         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7432                 return 1;
7433
7434         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7435                 return 0;
7436
7437         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7438                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7439                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7440                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7441                 isl_basic_map_free(copy);
7442                 return empty;
7443         }
7444
7445         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7446         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7447                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7448                 if (contains < 0)
7449                         return -1;
7450                 if (contains)
7451                         return 0;
7452         }
7453         isl_vec_free(bmap->sample);
7454         bmap->sample = NULL;
7455         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7456         if (!bset)
7457                 return -1;
7458         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7459         if (!sample)
7460                 return -1;
7461         empty = sample->size == 0;
7462         isl_vec_free(bmap->sample);
7463         bmap->sample = sample;
7464         if (empty)
7465                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7466
7467         return empty;
7468 }
7469
7470 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7471 {
7472         if (!bmap)
7473                 return -1;
7474         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7475 }
7476
7477 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7478 {
7479         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7480 }
7481
7482 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7483 {
7484         if (!bset)
7485                 return -1;
7486         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7487 }
7488
7489 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7490 {
7491         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7492 }
7493
7494 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7495 {
7496         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7497 }
7498
7499 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7500         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7501 {
7502         struct isl_map *map;
7503         if (!bmap1 || !bmap2)
7504                 goto error;
7505
7506         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7507
7508         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7509         if (!map)
7510                 goto error;
7511         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7512         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7513         return map;
7514 error:
7515         isl_basic_map_free(bmap1);
7516         isl_basic_map_free(bmap2);
7517         return NULL;
7518 }
7519
7520 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7521                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7522 {
7523         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7524                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7525                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7526 }
7527
7528 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7529 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7530 {
7531         int i;
7532         unsigned off;
7533
7534         if (!bmap)
7535                 return NULL;
7536
7537         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7538
7539         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7540                 int pos;
7541                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7542                         continue;
7543                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7544                                                             bmap->n_div-i);
7545                 if (pos == -1)
7546                         continue;
7547                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7548                 --i;
7549         }
7550         return bmap;
7551 }
7552
7553 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7554 {
7555         return (struct isl_basic_set *)
7556                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7557 }
7558
7559 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7560 {
7561         int i;
7562
7563         if (!map)
7564                 return 0;
7565
7566         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7567                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7568                 if (!map->p[i])
7569                         goto error;
7570         }
7571
7572         return map;
7573 error:
7574         isl_map_free(map);
7575         return NULL;
7576 }
7577
7578 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7579  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7580  * list of divs is given by "div".
7581  */
7582 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7583         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7584 {
7585         int i, j;
7586         int n_div;
7587
7588         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7589         if (!bset || !div)
7590                 goto error;
7591
7592         if (div->n_row < bset->n_div)
7593                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7594                         "not an expansion", goto error);
7595
7596         n_div = bset->n_div;
7597         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7598                                             div->n_row - n_div, 0,
7599                                             2 * (div->n_row - n_div));
7600
7601         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7602                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7603                         goto error;
7604
7605         j = n_div - 1;
7606         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7607                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7608                         if (i != j)
7609                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7610                         j--;
7611                 } else {
7612                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7613                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7614                                 goto error;
7615                 }
7616         }
7617
7618         isl_mat_free(div);
7619         return bset;
7620 error:
7621         isl_basic_set_free(bset);
7622         isl_mat_free(div);
7623         return NULL;
7624 }
7625
7626 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7627  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7628  * 
7629  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7630  * of the corresponding div in dst otherwise.
7631  */
7632 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7633                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7634 {
7635         int i;
7636
7637         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7638
7639         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7640         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7641                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7642                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7643                                                 dst->n_div - div) == -1)
7644                         return i;
7645         return -1;
7646 }
7647
7648 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7649                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7650 {
7651         int i;
7652         unsigned total;
7653
7654         if (!dst || !src)
7655                 goto error;
7656
7657         if (src->n_div == 0)
7658                 return dst;
7659
7660         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7661                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7662
7663         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7664         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7665         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7666                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7667         if (!dst)
7668                 return NULL;
7669         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7670         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7671                 int j = find_div(dst, src, i);
7672                 if (j < 0) {
7673                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7674                         if (j < 0)
7675                                 goto error;
7676                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7677                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7678                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7679                                 goto error;
7680                 }
7681                 if (j != i)
7682                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7683         }
7684         return dst;
7685 error:
7686         isl_basic_map_free(dst);
7687         return NULL;
7688 }
7689
7690 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7691                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7692 {
7693         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7694                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7695 }
7696
7697 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7698 {
7699         int i;
7700
7701         if (!map)
7702                 return NULL;
7703         if (map->n == 0)
7704                 return map;
7705         map = isl_map_compute_divs(map);
7706         map = isl_map_cow(map);
7707         if (!map)
7708                 return NULL;
7709
7710         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7711                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7712         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7713                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7714
7715         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7716         return map;
7717 }
7718
7719 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7720 {
7721         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7722 }
7723
7724 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7725         __isl_take isl_map *map)
7726 {
7727         if (!set || !map)
7728                 goto error;
7729         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7730         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7731         set = isl_map_range(map);
7732         return set;
7733 error:
7734         isl_set_free(set);
7735         isl_map_free(map);
7736         return NULL;
7737 }
7738
7739 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7740         __isl_take isl_map *map)
7741 {
7742         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7743 }
7744
7745 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7746  * the meaning of the set.
7747  */
7748 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7749 {
7750         int i;
7751
7752         if (!map)
7753                 return NULL;
7754
7755         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7756                 remove_if_empty(map, i);
7757
7758         return map;
7759 }
7760
7761 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7762 {
7763         return (struct isl_set *)
7764                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7765 }
7766
7767 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7768 {
7769         struct isl_basic_map *bmap;
7770         if (!map || map->n == 0)
7771                 return NULL;
7772         bmap = map->p[map->n-1];
7773         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7774         return isl_basic_map_copy(bmap);
7775 }
7776
7777 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7778 {
7779         return (struct isl_basic_set *)
7780                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7781 }
7782
7783 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7784                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7785 {
7786         int i;
7787
7788         if (!map || !bmap)
7789                 goto error;
7790         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7791                 if (map->p[i] != bmap)
7792                         continue;
7793                 map = isl_map_cow(map);
7794                 if (!map)
7795                         goto error;
7796                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7797                 if (i != map->n-1) {
7798                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7799                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7800                 }
7801                 map->n--;
7802                 return map;
7803         }
7804         return map;
7805 error:
7806         isl_map_free(map);
7807         return NULL;
7808 }
7809
7810 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7811                                                 struct isl_basic_set *bset)
7812 {
7813         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7814                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7815 }
7816
7817 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7818  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7819  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7820  */
7821 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7822         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7823         int pos, isl_int *opt)
7824 {
7825         isl_space *dims;
7826         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7827         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7828         struct isl_ctx *ctx;
7829         struct isl_vec *obj;
7830         unsigned total;
7831         unsigned nparam;
7832         unsigned dim1, dim2;
7833         enum isl_lp_result res;
7834
7835         if (!bset1 || !bset2)
7836                 return isl_lp_error;
7837
7838         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7839         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7840         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7841         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7842         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7843         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7844         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7845         if (!bmap1 || !bmap2)
7846                 goto error;
7847         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7848         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7849                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7850                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7851         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7852         if (!bmap1)
7853                 goto error;
7854         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7855         ctx = bmap1->ctx;
7856         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7857         if (!obj)
7858                 goto error2;
7859         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7860         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7861         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7862         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7863                                         opt, NULL, NULL);
7864         isl_basic_map_free(bmap1);
7865         isl_vec_free(obj);
7866         return res;
7867 error:
7868         isl_basic_map_free(bmap2);
7869 error2:
7870         isl_basic_map_free(bmap1);
7871         return isl_lp_error;
7872 }
7873
7874 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7875  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7876  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7877  * smaller or larger than those in bset2.
7878  *
7879  * Returns
7880  *       1 if bset1 follows bset2
7881  *      -1 if bset1 precedes bset2
7882  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7883  *      -2 if some error occurred.
7884  */
7885 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7886         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7887 {
7888         isl_int opt;
7889         enum isl_lp_result res;
7890         int cmp;
7891
7892         isl_int_init(opt);
7893
7894         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7895
7896         if (res == isl_lp_empty)
7897                 cmp = 0;
7898         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7899                   res == isl_lp_unbounded)
7900                 cmp = 1;
7901         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7902                 cmp = -1;
7903         else
7904                 cmp = -2;
7905
7906         isl_int_clear(opt);
7907         return cmp;
7908 }
7909
7910 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7911  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7912  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7913  * than a value of the same dimension in bset2.
7914  *
7915  * Return
7916  *       1 if there exists such a pair
7917  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7918  *      -1 otherwise
7919  *      -2 if some error occurred.
7920  */
7921 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7922         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7923 {
7924         isl_int opt;
7925         enum isl_lp_result res;
7926         int cmp;
7927
7928         isl_int_init(opt);
7929
7930         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7931
7932         if (res == isl_lp_empty)
7933                 cmp = -1;
7934         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7935                   res == isl_lp_unbounded)
7936                 cmp = 1;
7937         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7938                 cmp = -1;
7939         else if (res == isl_lp_ok)
7940                 cmp = 0;
7941         else
7942                 cmp = -2;
7943
7944         isl_int_clear(opt);
7945         return cmp;
7946 }
7947
7948 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7949  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7950  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7951  * than a value of the same dimension in set2.
7952  *
7953  * Return
7954  *       1 if there exists such a pair
7955  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7956  *      -1 otherwise
7957  *      -2 if some error occurred.
7958  */
7959 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7960         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7961 {
7962         int i, j;
7963         int follows = -1;
7964
7965         if (!set1 || !set2)
7966                 return -2;
7967
7968         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7969                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7970                         int f;
7971                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7972                         if (f == 1 || f == -2)
7973                                 return f;
7974                         if (f > follows)
7975                                 follows = f;
7976                 }
7977
7978         return follows;
7979 }
7980
7981 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7982         unsigned pos, isl_int *val)
7983 {
7984         int i;
7985         int d;
7986         unsigned total;
7987
7988         if (!bmap)
7989                 return -1;
7990         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7991         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7992                 for (; d+1 > pos; --d)
7993                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7994                                 break;
7995                 if (d != pos)
7996                         continue;
7997                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7998                         return 0;
7999                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8000                         return 0;
8001                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8002                         return 0;
8003                 if (val)
8004                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8005                 return 1;
8006         }
8007         return 0;
8008 }
8009
8010 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8011         unsigned pos, isl_int *val)
8012 {
8013         int i;
8014         isl_int v;
8015         isl_int tmp;
8016         int fixed;
8017
8018         if (!map)
8019                 return -1;
8020         if (map->n == 0)
8021                 return 0;
8022         if (map->n == 1)
8023                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8024         isl_int_init(v);
8025         isl_int_init(tmp);
8026         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8027         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8028                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8029                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8030                         fixed = 0;
8031         }
8032         if (val)
8033                 isl_int_set(*val, v);
8034         isl_int_clear(tmp);
8035         isl_int_clear(v);
8036         return fixed;
8037 }
8038
8039 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8040         unsigned pos, isl_int *val)
8041 {
8042         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8043                                                 pos, val);
8044 }
8045
8046 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8047         isl_int *val)
8048 {
8049         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8050 }
8051
8052 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8053         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8054 {
8055         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8056                 return -1;
8057         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8058                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8059 }
8060
8061 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8062         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8063 {
8064         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8065                 return -1;
8066         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8067                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8068 }
8069
8070 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8071         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8072 {
8073         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8074 }
8075
8076 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8077         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8078 {
8079         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8080 }
8081
8082 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8083  * then return this fixed value in *val.
8084  */
8085 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8086         unsigned dim, isl_int *val)
8087 {
8088         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8089                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8090 }
8091
8092 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8093  * then return this fixed value in *val.
8094  */
8095 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8096         unsigned dim, isl_int *val)
8097 {
8098         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8099 }
8100
8101 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8102         unsigned dim, isl_int *val)
8103 {
8104         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8105 }
8106
8107 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8108  * then return this fixed value in *val.
8109  */
8110 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8111         unsigned in, isl_int *val)
8112 {
8113         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8114 }
8115
8116 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8117  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8118  */
8119 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8120         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8121 {
8122         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8123         isl_int *c;
8124         unsigned total;
8125         unsigned nparam;
8126
8127         if (!bset)
8128                 return -1;
8129         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8130         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8131         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8132                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8133                         continue;
8134                 if (i_eq != -1)
8135                         return 0;
8136                 i_eq = i;
8137         }
8138         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8139                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8140                         continue;
8141                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8142                         return 0;
8143                 i_ineq = i;
8144         }
8145         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8146                 return 0;
8147         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8148         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8149         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8150                 return 0;
8151         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8152                 return 0;
8153         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8154                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8155                 return 0;
8156         if (val)
8157                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8158         return 1;
8159 }
8160
8161 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8162         unsigned dim, isl_int *val)
8163 {
8164         int i;
8165         isl_int v;
8166         isl_int tmp;
8167         int fixed;
8168
8169         if (!set)
8170                 return -1;
8171         if (set->n == 0)
8172                 return 0;
8173         if (set->n == 1)
8174                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8175                                                                 dim, val);
8176         isl_int_init(v);
8177         isl_int_init(tmp);
8178         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8179                                                                 dim, &v);
8180         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8181                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8182                                                                 dim, &tmp);
8183                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8184                         fixed = 0;
8185         }
8186         if (val)
8187                 isl_int_set(*val, v);
8188         isl_int_clear(tmp);
8189         isl_int_clear(v);
8190         return fixed;
8191 }
8192
8193 struct constraint {
8194         unsigned        size;
8195         isl_int         *c;
8196 };
8197
8198 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8199  * variables sorting first.
8200  */
8201 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8202 {
8203         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8204         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8205         int l1, l2;
8206         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8207
8208         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8209         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8210
8211         if (l1 != l2)
8212                 return l1 - l2;
8213
8214         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8215 }
8216
8217 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8218         struct isl_basic_map *bmap)
8219 {
8220         int i;
8221         struct constraint *c;
8222         unsigned total;
8223
8224         if (!bmap)
8225                 return NULL;
8226         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8227         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8228         if (!c)
8229                 goto error;
8230         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8231                 c[i].size = total;
8232                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8233         }
8234         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8235         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8236                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8237         free(c);
8238         return bmap;
8239 error:
8240         isl_basic_map_free(bmap);
8241         return NULL;
8242 }
8243
8244 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8245         __isl_take isl_basic_set *bset)
8246 {
8247         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8248                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8249 }
8250
8251 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8252 {
8253         if (!bmap)
8254                 return NULL;
8255         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8256                 return bmap;
8257         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8258         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8259         if (bmap)
8260                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8261         return bmap;
8262 }
8263
8264 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8265 {
8266         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8267                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8268 }
8269
8270 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8271         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8272 {
8273         int i, cmp;
8274         unsigned total;
8275
8276         if (bmap1 == bmap2)
8277                 return 0;
8278         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8279             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8280                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8281         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8282                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8283         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8284                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8285         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8286                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8287         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8288             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8289                 return 0;
8290         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8291                 return 1;
8292         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8293                 return -1;
8294         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8295                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8296         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8297                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8298         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8299                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8300         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8301         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8302                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8303                 if (cmp)
8304                         return cmp;
8305         }
8306         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8307                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8308                 if (cmp)
8309                         return cmp;
8310         }
8311         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8312                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8313                 if (cmp)
8314                         return cmp;
8315         }
8316         return 0;
8317 }
8318
8319 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8320         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8321 {
8322         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8323 }
8324
8325 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8326 {
8327         int i, cmp;
8328
8329         if (set1 == set2)
8330                 return 0;
8331         if (set1->n != set2->n)
8332                 return set1->n - set2->n;
8333
8334         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8335                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8336                 if (cmp)
8337                         return cmp;
8338         }
8339
8340         return 0;
8341 }
8342
8343 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8344         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8345 {
8346         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8347 }
8348
8349 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8350         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8351 {
8352         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8353                                             (isl_basic_map *)bset2);
8354 }
8355
8356 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8357 {
8358         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8359         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8360
8361         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8362 }
8363
8364 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8365  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8366  * meaning of any possible other copies of map.
8367  */
8368 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8369 {
8370         int i, j;
8371         struct isl_basic_map *bmap;
8372
8373         if (!map)
8374                 return NULL;
8375         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8376                 return map;
8377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8378                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8379                 if (!bmap)
8380                         goto error;
8381                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8382                 map->p[i] = bmap;
8383         }
8384         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8385         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8386         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8387         if (!map)
8388                 return NULL;
8389         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8390                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8391                         continue;
8392                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8393                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8394                         map->p[j-1] = map->p[j];
8395                 map->n--;
8396         }
8397         return map;
8398 error:
8399         isl_map_free(map);
8400         return NULL;
8401
8402 }
8403
8404 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8405 {
8406         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8407 }
8408
8409 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8410 {
8411         int i;
8412         int equal;
8413
8414         if (!map1 || !map2)
8415                 return -1;
8416
8417         if (map1 == map2)
8418                 return 1;
8419         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8420                 return 0;
8421
8422         map1 = isl_map_copy(map1);
8423         map2 = isl_map_copy(map2);
8424         map1 = isl_map_normalize(map1);
8425         map2 = isl_map_normalize(map2);
8426         if (!map1 || !map2)
8427                 goto error;
8428         equal = map1->n == map2->n;
8429         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8430                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8431                 if (equal < 0)
8432                         goto error;
8433         }
8434         isl_map_free(map1);
8435         isl_map_free(map2);
8436         return equal;
8437 error:
8438         isl_map_free(map1);
8439         isl_map_free(map2);
8440         return -1;
8441 }
8442
8443 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8444 {
8445         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8446 }
8447
8448 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8449 {
8450         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8451                                                 (struct isl_map *)set2);
8452 }
8453
8454 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8455 {
8456         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8457 }
8458
8459 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8460  */
8461 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8462         isl_int min, isl_int max)
8463 {
8464         int k;
8465         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8466
8467         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8468         if (!bset)
8469                 goto error;
8470
8471         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8472         if (k < 0)
8473                 goto error;
8474         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8475         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8476
8477         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8478         if (k < 0)
8479                 goto error;
8480         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8481         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8482
8483         return bset;
8484 error:
8485         isl_basic_set_free(bset);
8486         return NULL;
8487 }
8488
8489 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8490  */
8491 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8492         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8493 {
8494         int i;
8495         unsigned dim;
8496         unsigned nparam;
8497         unsigned extra;
8498         unsigned n_eq;
8499         unsigned n_ineq;
8500         struct isl_basic_set *product = NULL;
8501
8502         if (!list)
8503                 goto error;
8504         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8505         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8506         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8507         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8508         extra = list->p[0]->n_div;
8509         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8510         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8511         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8512                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8513                 isl_assert(list->ctx,
8514                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8515                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8516                 extra += list->p[i]->n_div;
8517                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8518                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8519         }
8520         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8521                                         n_eq, n_ineq);
8522         if (!product)
8523                 goto error;
8524         dim = 0;
8525         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8526                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8527                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8528                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8529         }
8530         isl_basic_set_list_free(list);
8531         return product;
8532 error:
8533         isl_basic_set_free(product);
8534         isl_basic_set_list_free(list);
8535         return NULL;
8536 }
8537
8538 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8539                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8540 {
8541         isl_space *dim_result = NULL;
8542         struct isl_basic_map *bmap;
8543         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8544         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8545
8546         if (!bmap1 || !bmap2)
8547                 goto error;
8548
8549         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8550                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8551         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8552                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8553
8554         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8555         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8556         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8557         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8558         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8559
8560         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8561         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8562         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8563         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8564         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8565         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8566         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8567         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8568         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8569         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8570         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8571
8572         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8573                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8574                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8575                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8576         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8577         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8578         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8579         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8580 error:
8581         isl_basic_map_free(bmap1);
8582         isl_basic_map_free(bmap2);
8583         return NULL;
8584 }
8585
8586 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8587         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8588 {
8589         isl_basic_map *prod;
8590
8591         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8592         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8593         return prod;
8594 }
8595
8596 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8597         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8598 {
8599         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8600 }
8601
8602 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8603         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8604 {
8605         isl_space *space_result = NULL;
8606         isl_basic_map *bmap;
8607         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8608         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8609
8610         if (!bmap1 || !bmap2)
8611                 goto error;
8612
8613         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8614                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8615
8616         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8617         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8618         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8619         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8620
8621         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8622         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8623         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8624         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8625         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8626         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8627         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8628         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8629         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8630         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8631         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8632
8633         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8634                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8635                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8636                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8637         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8638         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8639         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8640         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8641 error:
8642         isl_basic_map_free(bmap1);
8643         isl_basic_map_free(bmap2);
8644         return NULL;
8645 }
8646
8647 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8648         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8649 {
8650         isl_space *dim_result = NULL;
8651         isl_basic_map *bmap;
8652         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8653         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8654
8655         if (!bmap1 || !bmap2)
8656                 goto error;
8657
8658         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8659                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8660                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8661                         "parameters don't match", goto error);
8662
8663         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8664                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8665
8666         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8667         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8668         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8669         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8670
8671         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8672         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8673         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8674         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8675         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8676         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8677         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8678         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8679         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8680         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8681         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8682
8683         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8684                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8685                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8686                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8687         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8688         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8689         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8690         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8691 error:
8692         isl_basic_map_free(bmap1);
8693         isl_basic_map_free(bmap2);
8694         return NULL;
8695 }
8696
8697 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8698         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8699 {
8700         isl_basic_map *prod;
8701
8702         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8703         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8704         return prod;
8705 }
8706
8707 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8708         __isl_take isl_map *map2,
8709         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8710                                            __isl_take isl_space *right),
8711         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8712                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8713 {
8714         unsigned flags = 0;
8715         struct isl_map *result;
8716         int i, j;
8717
8718         if (!map1 || !map2)
8719                 goto error;
8720
8721         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8722                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8723
8724         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8725             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8726                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8727
8728         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8729                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8730                                 map1->n * map2->n, flags);
8731         if (!result)
8732                 goto error;
8733         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8734                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8735                         struct isl_basic_map *part;
8736                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8737                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8738                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8739                                 isl_basic_map_free(part);
8740                         else
8741                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8742                         if (!result)
8743                                 goto error;
8744                 }
8745         isl_map_free(map1);
8746         isl_map_free(map2);
8747         return result;
8748 error:
8749         isl_map_free(map1);
8750         isl_map_free(map2);
8751         return NULL;
8752 }
8753
8754 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8755  */
8756 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8757         __isl_take isl_map *map2)
8758 {
8759         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8760 }
8761
8762 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8763         __isl_take isl_map *map2)
8764 {
8765         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8766 }
8767
8768 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8769  */
8770 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8771         __isl_take isl_map *map2)
8772 {
8773         isl_map *prod;
8774
8775         prod = isl_map_product(map1, map2);
8776         prod = isl_map_flatten(prod);
8777         return prod;
8778 }
8779
8780 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8781  */
8782 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8783 {
8784         return isl_map_range_product(set1, set2);
8785 }
8786
8787 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8788         __isl_take isl_set *set2)
8789 {
8790         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8791 }
8792
8793 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8794  */
8795 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8796         __isl_take isl_map *map2)
8797 {
8798         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8799                                 &isl_basic_map_domain_product);
8800 }
8801
8802 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8803  */
8804 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8805         __isl_take isl_map *map2)
8806 {
8807         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8808                                 &isl_basic_map_range_product);
8809 }
8810
8811 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8812         __isl_take isl_map *map2)
8813 {
8814         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8815                                                 &map_domain_product_aligned);
8816 }
8817
8818 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8819         __isl_take isl_map *map2)
8820 {
8821         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8822                                                 &map_range_product_aligned);
8823 }
8824
8825 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8826  */
8827 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8828         __isl_take isl_map *map2)
8829 {
8830         isl_map *prod;
8831
8832         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8833         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8834         return prod;
8835 }
8836
8837 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8838  */
8839 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8840         __isl_take isl_map *map2)
8841 {
8842         isl_map *prod;
8843
8844         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8845         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8846         return prod;
8847 }
8848
8849 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8850 {
8851         int i;
8852         uint32_t hash = isl_hash_init();
8853         unsigned total;
8854
8855         if (!bmap)
8856                 return 0;
8857         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8858         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8859         if (!bmap)
8860                 return 0;
8861         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8862         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8863         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8864                 uint32_t c_hash;
8865                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8866                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8867         }
8868         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8869         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8870                 uint32_t c_hash;
8871                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8872                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8873         }
8874         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8875         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8876                 uint32_t c_hash;
8877                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8878                         continue;
8879                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8880                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8881                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8882         }
8883         isl_basic_map_free(bmap);
8884         return hash;
8885 }
8886
8887 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8888 {
8889         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8890 }
8891
8892 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8893 {
8894         int i;
8895         uint32_t hash;
8896
8897         if (!map)
8898                 return 0;
8899         map = isl_map_copy(map);
8900         map = isl_map_normalize(map);
8901         if (!map)
8902                 return 0;
8903
8904         hash = isl_hash_init();
8905         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8906                 uint32_t bmap_hash;
8907                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8908                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8909         }
8910                 
8911         isl_map_free(map);
8912
8913         return hash;
8914 }
8915
8916 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8917 {
8918         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8919 }
8920
8921 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8922  * by the values of the other parameters and variables.
8923  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8924  */
8925 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8926 {
8927         int i;
8928         unsigned nparam;
8929
8930         if (!bset)
8931                 return -1;
8932         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8933         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8934                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8935                         return 1;
8936         return 0;
8937 }
8938
8939 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8940  * by the values of the other parameters and variables.
8941  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8942  * for each of the subsets.
8943  */
8944 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8945 {
8946         int i;
8947
8948         if (!set)
8949                 return -1;
8950         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8951                 int unique;
8952                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8953                 if (unique != 1)
8954                         return unique;
8955         }
8956         return 1;
8957 }
8958
8959 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8960 {
8961         return set ? set->n : 0;
8962 }
8963
8964 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8965         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8966 {
8967         int i;
8968
8969         if (!map)
8970                 return -1;
8971
8972         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8973                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8974                         return -1;
8975
8976         return 0;
8977 }
8978
8979 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8980         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8981 {
8982         int i;
8983
8984         if (!set)
8985                 return -1;
8986
8987         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8988                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8989                         return -1;
8990
8991         return 0;
8992 }
8993
8994 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8995 {
8996         isl_space *dim;
8997
8998         if (!bset)
8999                 return NULL;
9000
9001         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9002         if (!bset)
9003                 return NULL;
9004
9005         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9006         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9007         if (!dim)
9008                 goto error;
9009         isl_space_free(bset->dim);
9010         bset->dim = dim;
9011         bset->extra -= bset->n_div;
9012         bset->n_div = 0;
9013
9014         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9015
9016         return bset;
9017 error:
9018         isl_basic_set_free(bset);
9019         return NULL;
9020 }
9021
9022 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9023 {
9024         int i;
9025         isl_space *dim;
9026         unsigned n_div;
9027
9028         set = isl_set_align_divs(set);
9029
9030         if (!set)
9031                 return NULL;
9032
9033         set = isl_set_cow(set);
9034         if (!set)
9035                 return NULL;
9036
9037         n_div = set->p[0]->n_div;
9038         dim = isl_set_get_space(set);
9039         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9040         if (!dim)
9041                 goto error;
9042         isl_space_free(set->dim);
9043         set->dim = dim;
9044
9045         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9046                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9047                 if (!set->p[i])
9048                         goto error;
9049         }
9050
9051         return set;
9052 error:
9053         isl_set_free(set);
9054         return NULL;
9055 }
9056
9057 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9058 {
9059         isl_space *dim;
9060         struct isl_basic_map *bmap;
9061         unsigned n_set;
9062         unsigned n_div;
9063         unsigned n_param;
9064         unsigned total;
9065         int i, k, l;
9066
9067         set = isl_set_align_divs(set);
9068
9069         if (!set)
9070                 return NULL;
9071
9072         dim = isl_set_get_space(set);
9073         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9074                 isl_set_free(set);
9075                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9076         }
9077
9078         n_div = set->p[0]->n_div;
9079         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9080         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9081         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9082         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9083         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9084         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9085                 bmap = var_equal(bmap, i);
9086
9087         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9088         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9089                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9090                 if (k < 0)
9091                         goto error;
9092                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9093                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9094                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9095                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9096                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9097                             set->p[0]->div[i][0]);
9098
9099                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9100                 if (l < 0)
9101                         goto error;
9102                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9103                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9104                             set->p[0]->div[i][0]);
9105                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9106         }
9107
9108         isl_set_free(set);
9109         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9110         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9111         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9112 error:
9113         isl_set_free(set);
9114         isl_basic_map_free(bmap);
9115         return NULL;
9116 }
9117
9118 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9119 {
9120         unsigned dim;
9121         int size = 0;
9122
9123         if (!bset)
9124                 return -1;
9125
9126         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9127         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9128         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9129         size += bset->n_div * (2 + dim);
9130
9131         return size;
9132 }
9133
9134 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9135 {
9136         int i;
9137         int size = 0;
9138
9139         if (!set)
9140                 return -1;
9141
9142         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9143                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9144
9145         return size;
9146 }
9147
9148 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9149  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9150  */
9151 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9152         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9153 {
9154         int i;
9155
9156         if (!bmap)
9157                 return -1;
9158
9159         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9160
9161         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9162
9163         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9164                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9165                         continue;
9166                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9167                         return 1;
9168         }
9169
9170         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9171                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9172                         return 1;
9173
9174         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9175                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9176                 if (sgn > 0)
9177                         lower = 1;
9178                 if (sgn < 0)
9179                         upper = 1;
9180         }
9181
9182         return lower && upper;
9183 }
9184
9185 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9186         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9187 {
9188         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9189 }
9190
9191 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9192         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9193 {
9194         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9195 }
9196
9197 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9198         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9199 {
9200         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9201 }
9202
9203 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9204         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9205 {
9206         int i;
9207
9208         if (!map)
9209                 return -1;
9210
9211         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9212                 int bounded;
9213                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9214                 if (bounded < 0 || !bounded)
9215                         return bounded;
9216         }
9217
9218         return 1;
9219 }
9220
9221 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9222  * and a lower bound.
9223  */
9224 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9225         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9226 {
9227         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9228 }
9229
9230 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9231  */
9232 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9233         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9234         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9235                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9236 {
9237         int i;
9238
9239         if (!map)
9240                 return -1;
9241
9242         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9243                 int bounded;
9244                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9245                 if (bounded < 0 || bounded)
9246                         return bounded;
9247         }
9248
9249         return 0;
9250 }
9251
9252 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9253  */
9254 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9255         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9256 {
9257         return has_any_bound(set, type, pos,
9258                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9259 }
9260
9261 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9262  */
9263 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9264         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9265 {
9266         return has_any_bound(set, type, pos,
9267                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9268 }
9269
9270 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9271  */
9272 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9273         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9274         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9275                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9276 {
9277         int i;
9278
9279         if (!map)
9280                 return -1;
9281
9282         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9283                 int bounded;
9284                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9285                 if (bounded < 0 || !bounded)
9286                         return bounded;
9287         }
9288
9289         return 1;
9290 }
9291
9292 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9293  */
9294 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9295         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9296 {
9297         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9298 }
9299
9300 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9301  */
9302 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9303         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9304 {
9305         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9306 }
9307
9308 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9309  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9310  * elements of the array "signs".
9311  * Sign
9312  *      1 means that the variable is non-negative
9313  *      -1 means that the variable is non-positive
9314  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9315  */
9316 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9317         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9318 {
9319         isl_vec *bound = NULL;
9320         struct isl_tab *tab = NULL;
9321         struct isl_tab_undo *snap;
9322         int i;
9323
9324         if (!bset || !signs)
9325                 return -1;
9326
9327         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9328         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9329         if (!bound || !tab)
9330                 goto error;
9331
9332         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9333         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9334
9335         snap = isl_tab_snap(tab);
9336         for (i = 0; i < n; ++i) {
9337                 int empty;
9338
9339                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9340                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9341                         goto error;
9342                 empty = tab->empty;
9343                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9344                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9345                         goto error;
9346
9347                 if (empty) {
9348                         signs[i] = 1;
9349                         continue;
9350                 }
9351
9352                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9353                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9354                         goto error;
9355                 empty = tab->empty;
9356                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9357                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9358                         goto error;
9359
9360                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9361         }
9362
9363         isl_tab_free(tab);
9364         isl_vec_free(bound);
9365         return 0;
9366 error:
9367         isl_tab_free(tab);
9368         isl_vec_free(bound);
9369         return -1;
9370 }
9371
9372 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9373         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9374 {
9375         if (!bset || !signs)
9376                 return -1;
9377         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9378                 return -1);
9379
9380         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9381         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9382 }
9383
9384 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9385  * In particular, for each output dimension, check that there is
9386  * an equality that defines the output dimension in terms of
9387  * earlier dimensions.
9388  */
9389 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9390 {
9391         int i, j;
9392         unsigned total;
9393         unsigned n_out;
9394         unsigned o_out;
9395
9396         if (!bmap)
9397                 return -1;
9398
9399         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9400         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9401         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9402
9403         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9404                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9405                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9406                                 continue;
9407                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9408                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9409                                 break;
9410                 }
9411                 if (j >= bmap->n_eq)
9412                         return 0;
9413         }
9414
9415         return 1;
9416 }
9417
9418 /* Check if the given basic map is single-valued.
9419  * We simply compute
9420  *
9421  *      M \circ M^-1
9422  *
9423  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9424  */
9425 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9426 {
9427         isl_space *space;
9428         isl_basic_map *test;
9429         isl_basic_map *id;
9430         int sv;
9431
9432         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9433         if (sv < 0 || sv)
9434                 return sv;
9435
9436         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9437         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9438
9439         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9440         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9441         id = isl_basic_map_identity(space);
9442
9443         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9444
9445         isl_basic_map_free(test);
9446         isl_basic_map_free(id);
9447
9448         return sv;
9449 }
9450
9451 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9452  */
9453 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9454 {
9455         if (!map)
9456                 return -1;
9457         if (map->n == 0)
9458                 return 1;
9459         if (map->n >= 2)
9460                 return 0;
9461
9462         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9463 }
9464
9465 /* Check if the given map is single-valued.
9466  * We simply compute
9467  *
9468  *      M \circ M^-1
9469  *
9470  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9471  */
9472 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9473 {
9474         isl_space *dim;
9475         isl_map *test;
9476         isl_map *id;
9477         int sv;
9478
9479         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9480         if (sv < 0 || sv)
9481                 return sv;
9482
9483         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9484         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9485
9486         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9487         id = isl_map_identity(dim);
9488
9489         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9490
9491         isl_map_free(test);
9492         isl_map_free(id);
9493
9494         return sv;
9495 }
9496
9497 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9498 {
9499         int in;
9500
9501         map = isl_map_copy(map);
9502         map = isl_map_reverse(map);
9503         in = isl_map_is_single_valued(map);
9504         isl_map_free(map);
9505
9506         return in;
9507 }
9508
9509 /* Check if the given map is obviously injective.
9510  */
9511 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9512 {
9513         int in;
9514
9515         map = isl_map_copy(map);
9516         map = isl_map_reverse(map);
9517         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9518         isl_map_free(map);
9519
9520         return in;
9521 }
9522
9523 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9524 {
9525         int sv;
9526
9527         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9528         if (sv < 0 || !sv)
9529                 return sv;
9530
9531         return isl_map_is_injective(map);
9532 }
9533
9534 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9535 {
9536         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9537 }
9538
9539 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9540 {
9541         int ok;
9542         isl_set *delta;
9543
9544         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9545         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9546         isl_set_free(delta);
9547
9548         return ok;
9549 }
9550
9551 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9552 {
9553         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9554                 return 0;
9555         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9556                 return 0;
9557         return 1;
9558 }
9559
9560 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9561 {
9562         int i, j;
9563         unsigned nvar;
9564         unsigned ovar;
9565
9566         if (!bset)
9567                 return -1;
9568
9569         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9570                 return 0;
9571
9572         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9573         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9574         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9575                 int lower = 0, upper = 0;
9576                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9577                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9578                                 continue;
9579                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9580                                 return 0;
9581                         break;
9582                 }
9583                 if (i < bset->n_eq)
9584                         continue;
9585                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9586                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9587                                 continue;
9588                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9589                                 return 0;
9590                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9591                                 lower = 1;
9592                         else
9593                                 upper = 1;
9594                 }
9595                 if (!lower || !upper)
9596                         return 0;
9597         }
9598
9599         return 1;
9600 }
9601
9602 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9603 {
9604         if (!set)
9605                 return -1;
9606         if (set->n != 1)
9607                 return 0;
9608
9609         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9610 }
9611
9612 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9613 {
9614         if (!bset)
9615                 return -1;
9616         
9617         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9618 }
9619
9620 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9621 {
9622         if (!set)
9623                 return -1;
9624         
9625         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9626 }
9627
9628 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9629 {
9630         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9631         if (!bmap)
9632                 return NULL;
9633
9634         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9635         if (!bmap->dim)
9636                 goto error;
9637
9638         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9639
9640         return (isl_basic_set *)bmap;
9641 error:
9642         isl_basic_map_free(bmap);
9643         return NULL;
9644 }
9645
9646 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9647 {
9648         int i;
9649
9650         map = isl_map_cow(map);
9651         if (!map)
9652                 return NULL;
9653
9654         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9655                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9656                 if (!map->p[i])
9657                         goto error;
9658         }
9659         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9660         if (!map->dim)
9661                 goto error;
9662
9663         return (isl_set *)map;
9664 error:
9665         isl_map_free(map);
9666         return NULL;
9667 }
9668
9669 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9670 {
9671         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9672         if (!bset)
9673                 return NULL;
9674
9675         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9676         if (!bset->dim)
9677                 goto error;
9678
9679         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9680
9681         return (isl_basic_map *)bset;
9682 error:
9683         isl_basic_set_free(bset);
9684         return NULL;
9685 }
9686
9687 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9688 {
9689         int i;
9690
9691         if (!set)
9692                 return NULL;
9693
9694         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9695                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9696                         goto error);
9697
9698         set = isl_set_cow(set);
9699         if (!set)
9700                 return NULL;
9701
9702         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9703                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9704                 if (!set->p[i])
9705                         goto error;
9706         }
9707
9708         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9709         if (!set->dim)
9710                 goto error;
9711
9712         return (isl_map *)set;
9713 error:
9714         isl_set_free(set);
9715         return NULL;
9716 }
9717
9718 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9719         enum isl_dim_type type)
9720 {
9721         if (!bmap)
9722                 return NULL;
9723
9724         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9725                 return bmap;
9726
9727         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9728         if (!bmap)
9729                 return NULL;
9730
9731         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9732         if (!bmap->dim)
9733                 goto error;
9734
9735         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9736
9737         return bmap;
9738 error:
9739         isl_basic_map_free(bmap);
9740         return NULL;
9741 }
9742
9743 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9744         enum isl_dim_type type)
9745 {
9746         int i;
9747
9748         if (!map)
9749                 return NULL;
9750
9751         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9752                 return map;
9753
9754         map = isl_map_cow(map);
9755         if (!map)
9756                 return NULL;
9757
9758         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9759                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9760                 if (!map->p[i])
9761                         goto error;
9762         }
9763         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9764         if (!map->dim)
9765                 goto error;
9766
9767         return map;
9768 error:
9769         isl_map_free(map);
9770         return NULL;
9771 }
9772
9773 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9774 {
9775         if (!bmap)
9776                 return NULL;
9777
9778         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9779                 return bmap;
9780
9781         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9782         if (!bmap)
9783                 return NULL;
9784
9785         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9786         if (!bmap->dim)
9787                 goto error;
9788
9789         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9790
9791         return bmap;
9792 error:
9793         isl_basic_map_free(bmap);
9794         return NULL;
9795 }
9796
9797 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9798 {
9799         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9800 }
9801
9802 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9803         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9804 {
9805         if (!bmap)
9806                 return NULL;
9807
9808         if (!bmap->dim->nested[0])
9809                 return bmap;
9810
9811         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9812         if (!bmap)
9813                 return NULL;
9814
9815         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9816         if (!bmap->dim)
9817                 goto error;
9818
9819         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9820
9821         return bmap;
9822 error:
9823         isl_basic_map_free(bmap);
9824         return NULL;
9825 }
9826
9827 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9828         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9829 {
9830         if (!bmap)
9831                 return NULL;
9832
9833         if (!bmap->dim->nested[1])
9834                 return bmap;
9835
9836         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9837         if (!bmap)
9838                 return NULL;
9839
9840         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9841         if (!bmap->dim)
9842                 goto error;
9843
9844         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9845
9846         return bmap;
9847 error:
9848         isl_basic_map_free(bmap);
9849         return NULL;
9850 }
9851
9852 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9853 {
9854         int i;
9855
9856         if (!map)
9857                 return NULL;
9858
9859         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9860                 return map;
9861
9862         map = isl_map_cow(map);
9863         if (!map)
9864                 return NULL;
9865
9866         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9867                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9868                 if (!map->p[i])
9869                         goto error;
9870         }
9871         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9872         if (!map->dim)
9873                 goto error;
9874
9875         return map;
9876 error:
9877         isl_map_free(map);
9878         return NULL;
9879 }
9880
9881 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9882 {
9883         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9884 }
9885
9886 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9887 {
9888         isl_space *dim, *flat_dim;
9889         isl_map *map;
9890
9891         dim = isl_set_get_space(set);
9892         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9893         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9894         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9895
9896         return map;
9897 }
9898
9899 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9900 {
9901         int i;
9902
9903         if (!map)
9904                 return NULL;
9905
9906         if (!map->dim->nested[0])
9907                 return map;
9908
9909         map = isl_map_cow(map);
9910         if (!map)
9911                 return NULL;
9912
9913         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9914                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9915                 if (!map->p[i])
9916                         goto error;
9917         }
9918         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9919         if (!map->dim)
9920                 goto error;
9921
9922         return map;
9923 error:
9924         isl_map_free(map);
9925         return NULL;
9926 }
9927
9928 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9929 {
9930         int i;
9931
9932         if (!map)
9933                 return NULL;
9934
9935         if (!map->dim->nested[1])
9936                 return map;
9937
9938         map = isl_map_cow(map);
9939         if (!map)
9940                 return NULL;
9941
9942         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9943                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9944                 if (!map->p[i])
9945                         goto error;
9946         }
9947         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9948         if (!map->dim)
9949                 goto error;
9950
9951         return map;
9952 error:
9953         isl_map_free(map);
9954         return NULL;
9955 }
9956
9957 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9958  * and set the dimension specification to "dim".
9959  */
9960 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9961         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9962 {
9963         isl_basic_map *res;
9964         unsigned flags;
9965
9966         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9967         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9968                 goto error;
9969
9970         flags = bmap->flags;
9971         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9972         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9973         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9974         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9975                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9976         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9977         if (res)
9978                 res->flags = flags;
9979         res = isl_basic_map_finalize(res);
9980         return res;
9981 error:
9982         free(dim_map);
9983         isl_basic_map_free(bmap);
9984         isl_space_free(dim);
9985         return NULL;
9986 }
9987
9988 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9989  */
9990 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9991         __isl_take isl_reordering *r)
9992 {
9993         int i;
9994         struct isl_dim_map *dim_map;
9995
9996         map = isl_map_cow(map);
9997         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9998         if (!map || !r || !dim_map)
9999                 goto error;
10000
10001         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10002                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10003
10004                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10005
10006                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10007                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10008
10009                 if (!map->p[i])
10010                         goto error;
10011         }
10012
10013         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10014
10015         isl_reordering_free(r);
10016         free(dim_map);
10017         return map;
10018 error:
10019         free(dim_map);
10020         isl_map_free(map);
10021         isl_reordering_free(r);
10022         return NULL;
10023 }
10024
10025 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10026         __isl_take isl_reordering *r)
10027 {
10028         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10029 }
10030
10031 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10032         __isl_take isl_space *model)
10033 {
10034         isl_ctx *ctx;
10035
10036         if (!map || !model)
10037                 goto error;
10038
10039         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10040         if (!isl_space_has_named_params(model))
10041                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10042                         "model has unnamed parameters", goto error);
10043         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10044                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10045                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10046         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10047                 isl_reordering *exp;
10048
10049                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10050                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10051                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10052                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10053                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10054                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10055                 map = isl_map_realign(map, exp);
10056         }
10057
10058         isl_space_free(model);
10059         return map;
10060 error:
10061         isl_space_free(model);
10062         isl_map_free(map);
10063         return NULL;
10064 }
10065
10066 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10067         __isl_take isl_space *model)
10068 {
10069         return isl_map_align_params(set, model);
10070 }
10071
10072 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10073  * additional parameters if needed.
10074  */
10075 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10076         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10077 {
10078         isl_ctx *ctx;
10079
10080         if (!bmap || !model)
10081                 goto error;
10082
10083         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10084         if (!isl_space_has_named_params(model))
10085                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10086                         "model has unnamed parameters", goto error);
10087         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10088                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10089                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10090         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10091                 isl_reordering *exp;
10092                 struct isl_dim_map *dim_map;
10093
10094                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10095                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10096                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10097                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10098                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10099                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10100                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10101                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10102                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10103                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10104                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10105                 isl_reordering_free(exp);
10106                 free(dim_map);
10107         }
10108
10109         isl_space_free(model);
10110         return bmap;
10111 error:
10112         isl_space_free(model);
10113         isl_basic_map_free(bmap);
10114         return NULL;
10115 }
10116
10117 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10118  * additional parameters if needed.
10119  */
10120 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10121         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10122 {
10123         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10124 }
10125
10126 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10127                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10128                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10129                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10130 {
10131         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10132         struct isl_mat *mat;
10133         int i, j, k;
10134         int pos;
10135
10136         if (!bmap)
10137                 return NULL;
10138         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10139                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10140         if (!mat)
10141                 return NULL;
10142         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10143                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10144                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10145                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10146                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10147                                             bmap->eq[i][off + k]);
10148                                 ++pos;
10149                         }
10150                 }
10151
10152         return mat;
10153 }
10154
10155 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10156                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10157                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10158                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10159 {
10160         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10161         struct isl_mat *mat;
10162         int i, j, k;
10163         int pos;
10164
10165         if (!bmap)
10166                 return NULL;
10167         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10168                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10169         if (!mat)
10170                 return NULL;
10171         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10172                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10173                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10174                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10175                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10176                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10177                                 ++pos;
10178                         }
10179                 }
10180
10181         return mat;
10182 }
10183
10184 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10185         __isl_take isl_space *dim,
10186         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10187         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10188         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10189 {
10190         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10191         isl_basic_map *bmap;
10192         unsigned total;
10193         unsigned extra;
10194         int i, j, k, l;
10195         int pos;
10196
10197         if (!dim || !eq || !ineq)
10198                 goto error;
10199
10200         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10201                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10202                         "equalities and inequalities matrices should have "
10203                         "same number of columns", goto error);
10204
10205         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10206
10207         if (eq->n_col < total)
10208                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10209                         "number of columns too small", goto error);
10210
10211         extra = eq->n_col - total;
10212
10213         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10214                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10215         if (!bmap)
10216                 goto error;
10217         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10218                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10219                 if (k < 0)
10220                         goto error;
10221                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10222         }
10223         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10224                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10225                 if (l < 0)
10226                         goto error;
10227                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10228                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10229                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10230                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10231                                             eq->row[i][pos]);
10232                                 ++pos;
10233                         }
10234                 }
10235         }
10236         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10237                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10238                 if (l < 0)
10239                         goto error;
10240                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10241                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10242                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10243                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10244                                             ineq->row[i][pos]);
10245                                 ++pos;
10246                         }
10247                 }
10248         }
10249
10250         isl_space_free(dim);
10251         isl_mat_free(eq);
10252         isl_mat_free(ineq);
10253
10254         return bmap;
10255 error:
10256         isl_space_free(dim);
10257         isl_mat_free(eq);
10258         isl_mat_free(ineq);
10259         return NULL;
10260 }
10261
10262 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10263         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10264         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10265 {
10266         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10267                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10268 }
10269
10270 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10271         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10272         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10273 {
10274         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10275                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10276 }
10277
10278 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10279         __isl_take isl_space *dim,
10280         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10281         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10282 {
10283         return (isl_basic_set*)
10284             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10285                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10286 }
10287
10288 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10289 {
10290         if (!bmap)
10291                 return -1;
10292         
10293         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10294 }
10295
10296 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10297 {
10298         if (!map)
10299                 return -1;
10300         
10301         return isl_space_can_zip(map->dim);
10302 }
10303
10304 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10305  * (A -> C) -> (B -> D).
10306  */
10307 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10308 {
10309         unsigned pos;
10310         unsigned n1;
10311         unsigned n2;
10312
10313         if (!bmap)
10314                 return NULL;
10315
10316         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10317                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10318                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10319         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10320                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10321         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10322         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10323         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10324         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10325         if (!bmap)
10326                 return NULL;
10327         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10328         if (!bmap->dim)
10329                 goto error;
10330         return bmap;
10331 error:
10332         isl_basic_map_free(bmap);
10333         return NULL;
10334 }
10335
10336 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10337  * (A -> C) -> (B -> D).
10338  */
10339 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10340 {
10341         int i;
10342
10343         if (!map)
10344                 return NULL;
10345
10346         if (!isl_map_can_zip(map))
10347                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10348                         goto error);
10349
10350         map = isl_map_cow(map);
10351         if (!map)
10352                 return NULL;
10353
10354         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10355                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10356                 if (!map->p[i])
10357                         goto error;
10358         }
10359
10360         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10361         if (!map->dim)
10362                 goto error;
10363
10364         return map;
10365 error:
10366         isl_map_free(map);
10367         return NULL;
10368 }
10369
10370 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10371  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10372  */
10373 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10374 {
10375         if (!bmap)
10376                 return -1;
10377
10378         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10379 }
10380
10381 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10382  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10383  */
10384 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10385 {
10386         if (!map)
10387                 return -1;
10388
10389         return isl_space_can_curry(map->dim);
10390 }
10391
10392 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10393  * A -> (B -> C).
10394  */
10395 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10396 {
10397
10398         if (!bmap)
10399                 return NULL;
10400
10401         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10402                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10403                         "basic map cannot be curried", goto error);
10404         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10405         if (!bmap)
10406                 return NULL;
10407         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10408         if (!bmap->dim)
10409                 goto error;
10410         return bmap;
10411 error:
10412         isl_basic_map_free(bmap);
10413         return NULL;
10414 }
10415
10416 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10417  * A -> (B -> C).
10418  */
10419 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10420 {
10421         int i;
10422
10423         if (!map)
10424                 return NULL;
10425
10426         if (!isl_map_can_curry(map))
10427                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10428                         goto error);
10429
10430         map = isl_map_cow(map);
10431         if (!map)
10432                 return NULL;
10433
10434         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10435                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10436                 if (!map->p[i])
10437                         goto error;
10438         }
10439
10440         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10441         if (!map->dim)
10442                 goto error;
10443
10444         return map;
10445 error:
10446         isl_map_free(map);
10447         return NULL;
10448 }
10449
10450 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10451  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10452  */
10453 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10454 {
10455         if (!bmap)
10456                 return -1;
10457
10458         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10459 }
10460
10461 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10462  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10463  */
10464 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10465 {
10466         if (!map)
10467                 return -1;
10468
10469         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10470 }
10471
10472 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10473  * (A -> B) -> C.
10474  */
10475 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10476 {
10477
10478         if (!bmap)
10479                 return NULL;
10480
10481         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10482                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10483                         "basic map cannot be uncurried",
10484                         return isl_basic_map_free(bmap));
10485         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10486         if (!bmap)
10487                 return NULL;
10488         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10489         if (!bmap->dim)
10490                 return isl_basic_map_free(bmap);
10491         return bmap;
10492 }
10493
10494 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10495  * (A -> B) -> C.
10496  */
10497 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10498 {
10499         int i;
10500
10501         if (!map)
10502                 return NULL;
10503
10504         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10505                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10506                         return isl_map_free(map));
10507
10508         map = isl_map_cow(map);
10509         if (!map)
10510                 return NULL;
10511
10512         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10513                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10514                 if (!map->p[i])
10515                         return isl_map_free(map);
10516         }
10517
10518         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10519         if (!map->dim)
10520                 return isl_map_free(map);
10521
10522         return map;
10523 }
10524
10525 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10526  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10527  */
10528 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10529 {
10530         int k;
10531         int pos;
10532         isl_local_space *ls;
10533         isl_basic_map *bmap;
10534
10535         if (!aff)
10536                 return NULL;
10537
10538         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10539         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10540         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10541         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10542         if (k < 0)
10543                 goto error;
10544
10545         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10546         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10547         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10548         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10549                     aff->v->size - (pos + 1));
10550
10551         isl_aff_free(aff);
10552         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10553         return bmap;
10554 error:
10555         isl_aff_free(aff);
10556         isl_basic_map_free(bmap);
10557         return NULL;
10558 }
10559
10560 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10561  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10562  */
10563 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10564 {
10565         isl_basic_map *bmap;
10566
10567         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10568         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10569 }
10570
10571 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10572  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10573  * corresponding affine expression.
10574  */
10575 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10576         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10577 {
10578         int i;
10579         isl_space *space;
10580         isl_basic_map *bmap;
10581
10582         if (!maff)
10583                 return NULL;
10584
10585         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10586                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10587                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10588
10589         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10590         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10591
10592         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10593                 isl_aff *aff;
10594                 isl_basic_map *bmap_i;
10595
10596                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10597                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10598
10599                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10600         }
10601
10602         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10603
10604         isl_multi_aff_free(maff);
10605         return bmap;
10606 }
10607
10608 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10609  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10610  * corresponding affine expression.
10611  */
10612 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10613 {
10614         isl_basic_map *bmap;
10615
10616         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10617         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10618 }
10619
10620 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10621  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10622  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10623  * corresponding affine expression.
10624  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10625  * domain_dim.
10626  */
10627 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10628         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10629 {
10630         int i;
10631         isl_space *dim;
10632         isl_basic_map *bmap;
10633
10634         if (!list)
10635                 return NULL;
10636
10637         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10638         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10639
10640         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10641                 isl_aff *aff;
10642                 isl_basic_map *bmap_i;
10643
10644                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10645                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10646
10647                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10648         }
10649
10650         isl_aff_list_free(list);
10651         return bmap;
10652 }
10653
10654 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10655         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10656 {
10657         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10658 }
10659
10660 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10661  */
10662 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10663         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10664 {
10665         isl_basic_map *bmap = NULL;
10666         int i;
10667
10668         if (!space)
10669                 return NULL;
10670
10671         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10672                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10673                         "index out of bounds", goto error);
10674         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10675                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10676                         "index out of bounds", goto error);
10677
10678         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10679                 return isl_basic_map_universe(space);
10680
10681         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10682         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10683         if (i < 0)
10684                 goto error;
10685         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10686         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10687         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10688         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10689         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10690         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10691         isl_space_free(space);
10692         return bmap;
10693 error:
10694         isl_space_free(space);
10695         isl_basic_map_free(bmap);
10696         return NULL;
10697 }
10698
10699 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10700  */
10701 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10702         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10703 {
10704         isl_basic_map *eq;
10705
10706         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10707
10708         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10709
10710         return bmap;
10711 }
10712
10713 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10714  */
10715 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10716         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10717 {
10718         isl_basic_map *bmap;
10719
10720         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10721
10722         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10723
10724         return map;
10725 }
10726
10727 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10728  */
10729 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10730         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10731 {
10732         isl_basic_map *bmap = NULL;
10733         int i;
10734
10735         if (!map)
10736                 return NULL;
10737
10738         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10739                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10740                         "index out of bounds", goto error);
10741         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10742                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10743                         "index out of bounds", goto error);
10744
10745         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10746         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10747         if (i < 0)
10748                 goto error;
10749         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10750         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10751         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10752         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10753         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10754         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10755
10756         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10757
10758         return map;
10759 error:
10760         isl_basic_map_free(bmap);
10761         isl_map_free(map);
10762         return NULL;
10763 }
10764
10765 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10766  * greater than or equal to that of the second.
10767  */
10768 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10769         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10770 {
10771         isl_constraint *c;
10772         isl_local_space *ls;
10773
10774         if (!bmap)
10775                 return NULL;
10776
10777         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10778                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10779                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10780         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10781                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10782                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10783
10784         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10785                 return bmap;
10786
10787         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10788         c = isl_inequality_alloc(ls);
10789         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10790         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10791         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10792
10793         return bmap;
10794 }
10795
10796 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10797  * greater than that of the second.
10798  */
10799 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10800         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10801 {
10802         isl_basic_map *bmap = NULL;
10803         int i;
10804
10805         if (!map)
10806                 return NULL;
10807
10808         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10809                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10810                         "index out of bounds", goto error);
10811         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10812                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10813                         "index out of bounds", goto error);
10814
10815         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10816                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10817                 isl_map_free(map);
10818                 return isl_map_empty(space);
10819         }
10820
10821         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10822         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10823         if (i < 0)
10824                 goto error;
10825         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10826         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10827         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10828         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10829         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10830         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10831         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10832
10833         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10834
10835         return map;
10836 error:
10837         isl_basic_map_free(bmap);
10838         isl_map_free(map);
10839         return NULL;
10840 }
10841
10842 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10843  * smaller than that of the second.
10844  */
10845 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10846         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10847 {
10848         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10849 }
10850
10851 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10852         int pos)
10853 {
10854         isl_aff *div;
10855         isl_local_space *ls;
10856
10857         if (!bmap)
10858                 return NULL;
10859
10860         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10861                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10862                         "some divs are unknown", return NULL);
10863
10864         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10865         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10866         isl_local_space_free(ls);
10867
10868         return div;
10869 }
10870
10871 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10872         int pos)
10873 {
10874         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10875 }
10876
10877 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10878  *
10879  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10880  *
10881  *      f/d
10882  *
10883  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10884  *
10885  *      floor((a i + g)/m)
10886  *
10887  * is replaced by
10888  *
10889  *      floor((a f + d g)/(m d))
10890  *
10891  * Constraints of the form
10892  *
10893  *      a i + g
10894  *
10895  * are replaced by
10896  *
10897  *      a f + d g
10898  *
10899  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10900  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10901  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10902  */
10903 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10904         __isl_take isl_basic_set *bset,
10905         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10906 {
10907         int i;
10908         isl_int v;
10909         isl_ctx *ctx;
10910
10911         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10912                 return bset;
10913
10914         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10915         if (!bset || !subs)
10916                 goto error;
10917
10918         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10919         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10920                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10921                         "spaces don't match", goto error);
10922         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10923                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10924                         "cannot handle divs yet", goto error);
10925         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10926                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10927                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10928
10929         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10930
10931         isl_int_init(v);
10932
10933         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10934                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10935                         continue;
10936                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10937                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10938                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10939                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10940         }
10941
10942         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10943                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10944                         continue;
10945                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10946                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10947                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10948                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10949         }
10950
10951         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10952                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10953                         continue;
10954                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10955                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10956                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10957                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10958                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10959                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10960         }
10961
10962         isl_int_clear(v);
10963
10964         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10965         return isl_basic_set_finalize(bset);
10966 error:
10967         isl_basic_set_free(bset);
10968         return NULL;
10969 }
10970
10971 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10972  */
10973 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10974         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10975 {
10976         int i;
10977
10978         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10979                 return set;
10980
10981         set = isl_set_cow(set);
10982         if (!set || !subs)
10983                 goto error;
10984
10985         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10986                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10987                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10988                         goto error;
10989         }
10990
10991         return set;
10992 error:
10993         isl_set_free(set);
10994         return NULL;
10995 }
10996
10997 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10998  * Return -1 if anything is wrong.
10999  */
11000 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
11001         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11002 {
11003         int m;
11004         isl_space *ma_space;
11005
11006         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11007         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
11008         isl_space_free(ma_space);
11009         if (m >= 0 && !m)
11010                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11011                         "spaces don't match", return -1);
11012         return m;
11013 }
11014
11015 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11016  * Return -1 if anything is wrong.
11017  */
11018 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11019         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11020 {
11021         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11022 }
11023
11024 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11025  * of the other divs in "bset".
11026  */
11027 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11028         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11029 {
11030         int i;
11031         isl_local_space *ls;
11032
11033         if (n_div == 0)
11034                 return 0;
11035
11036         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11037         if (!ls)
11038                 return -1;
11039
11040         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11041                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11042                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11043                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11044                         goto error;
11045         }
11046
11047         isl_local_space_free(ls);
11048         return 0;
11049 error:
11050         isl_local_space_free(ls);
11051         return -1;
11052 }
11053
11054 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11055  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11056  * different from one?
11057  */
11058 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11059 {
11060         int i;
11061         int strides = 0;
11062
11063         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11064                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11065                         strides++;
11066
11067         return strides;
11068 }
11069
11070 /* For each affine expression in ma of the form
11071  *
11072  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11073  *
11074  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11075  * of the form
11076  *
11077  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11078  *
11079  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11080  */
11081 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11082         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11083 {
11084         int i, k;
11085         int div;
11086         int total;
11087
11088         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11089         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11090                 int len;
11091
11092                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11093                         continue;
11094                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11095                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11096                 if (div < 0 || k < 0)
11097                         goto error;
11098                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11099                 len = ma->p[i]->v->size;
11100                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11101                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11102                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11103                 total++;
11104         }
11105
11106         return bset;
11107 error:
11108         isl_basic_set_free(bset);
11109         return NULL;
11110 }
11111
11112 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11113  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11114  * that lives in the domain space of "ma".
11115  *
11116  * If bset is represented by
11117  *
11118  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11119  *
11120  * and ma is represented by
11121  *
11122  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11123  *
11124  * then the result is
11125  *
11126  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11127  *
11128  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11129  * In particular
11130  *
11131  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11132  *
11133  * becomes
11134  *
11135  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11136  *
11137  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11138  *
11139  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11140  *
11141  * the additional constraints are added to ensure that we only
11142  * map back integer points.  That is we enforce
11143  *
11144  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11145  *
11146  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11147  *
11148  * We first copy over the divs from "ma".
11149  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11150  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11151  */
11152 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11153         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11154 {
11155         int i, k;
11156         isl_space *space;
11157         isl_basic_set *res = NULL;
11158         int n_div_bset, n_div_ma;
11159         isl_int f, c1, c2, g;
11160         int rational, strides;
11161
11162         isl_int_init(f);
11163         isl_int_init(c1);
11164         isl_int_init(c2);
11165         isl_int_init(g);
11166
11167         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11168         if (!bset || !ma)
11169                 goto error;
11170         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11171                 goto error;
11172
11173         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11174         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11175
11176         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11177         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11178         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11179         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11180                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11181         if (rational)
11182                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11183
11184         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11185                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11186                         goto error;
11187
11188         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11189                 goto error;
11190
11191         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11192                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11193                 if (k < 0)
11194                         goto error;
11195                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11196                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11197         }
11198
11199         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11200                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11201                 if (k < 0)
11202                         goto error;
11203                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11204                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11205         }
11206
11207         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11208                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11209                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11210                         continue;
11211                 }
11212                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11213                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11214         }
11215
11216         if (strides)
11217                 res = add_ma_strides(res, ma);
11218
11219         isl_int_clear(f);
11220         isl_int_clear(c1);
11221         isl_int_clear(c2);
11222         isl_int_clear(g);
11223         isl_basic_set_free(bset);
11224         isl_multi_aff_free(ma);
11225         res = isl_basic_set_simplify(res);
11226         return isl_basic_set_finalize(res);
11227 error:
11228         isl_int_clear(f);
11229         isl_int_clear(c1);
11230         isl_int_clear(c2);
11231         isl_int_clear(g);
11232         isl_basic_set_free(bset);
11233         isl_multi_aff_free(ma);
11234         isl_basic_set_free(res);
11235         return NULL;
11236 }
11237
11238 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11239  * Return -1 if anything is wrong.
11240  */
11241 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11242         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11243 {
11244         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11245 }
11246
11247 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11248  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11249  * that lives in the domain space of "ma".
11250  */
11251 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11252         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11253 {
11254         int i;
11255
11256         set = isl_set_cow(set);
11257         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11258         if (!set || !ma)
11259                 goto error;
11260         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11261                 goto error;
11262
11263         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11264                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11265                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11266                 if (!set->p[i])
11267                         goto error;
11268         }
11269
11270         isl_space_free(set->dim);
11271         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11272         if (!set->dim)
11273                 goto error;
11274
11275         isl_multi_aff_free(ma);
11276         if (set->n > 1)
11277                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11278         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11279         return set;
11280 error:
11281         isl_multi_aff_free(ma);
11282         isl_set_free(set);
11283         return NULL;
11284 }
11285
11286 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11287         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11288 {
11289         if (!set || !ma)
11290                 goto error;
11291
11292         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11293                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11294
11295         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11296             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11297                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11298                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11299         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11300         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11301
11302         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11303 error:
11304         isl_multi_aff_free(ma);
11305         return isl_set_free(set);
11306 }
11307
11308 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11309  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11310  * that lives in the domain space of "pma".
11311  */
11312 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11313         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11314 {
11315         int i;
11316         isl_set *res;
11317
11318         if (!pma)
11319                 goto error;
11320
11321         if (pma->n == 0) {
11322                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11323                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11324                 isl_set_free(set);
11325                 return res;
11326         }
11327
11328         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11329                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11330         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11331
11332         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11333                 isl_set *res_i;
11334
11335                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11336                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11337                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11338                 res = isl_set_union(res, res_i);
11339         }
11340
11341         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11342         isl_set_free(set);
11343         return res;
11344 error:
11345         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11346         isl_set_free(set);
11347         return NULL;
11348 }
11349
11350 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11351         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11352 {
11353         if (!set || !pma)
11354                 goto error;
11355
11356         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11357                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11358
11359         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11360             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11361                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11362                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11363         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11364         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11365
11366         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11367 error:
11368         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11369         return isl_set_free(set);
11370 }