add isl_basic_set_max_val
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012-2013 Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl/lp.h>
22 #include <isl/seq.h>
23 #include <isl/set.h>
24 #include <isl/map.h>
25 #include "isl_map_piplib.h"
26 #include <isl_reordering.h>
27 #include "isl_sample.h"
28 #include "isl_tab.h"
29 #include <isl/vec.h>
30 #include <isl_mat_private.h>
31 #include <isl_dim_map.h>
32 #include <isl_local_space_private.h>
33 #include <isl_aff_private.h>
34 #include <isl_options_private.h>
35 #include <isl_morph.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 /* Extract the divs in "bset" as a matrix.
289  */
290 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_get_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset)
291 {
292         return isl_basic_map_get_divs(bset);
293 }
294
295 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
296         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
297 {
298         isl_mat *div;
299
300         if (!bmap)
301                 return NULL;
302
303         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
304         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
305 }
306
307 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
308         __isl_keep isl_basic_set *bset)
309 {
310         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
311 }
312
313 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
314         __isl_take isl_local_space *ls)
315 {
316         int i;
317         int n_div;
318         isl_basic_map *bmap;
319
320         if (!ls)
321                 return NULL;
322
323         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
324         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
325                                         n_div, 0, 2 * n_div);
326
327         for (i = 0; i < n_div; ++i)
328                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
329                         goto error;
330
331         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
332                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
333                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
334                         goto error;
335         }
336                                         
337         isl_local_space_free(ls);
338         return bmap;
339 error:
340         isl_local_space_free(ls);
341         isl_basic_map_free(bmap);
342         return NULL;
343 }
344
345 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
346         __isl_take isl_local_space *ls)
347 {
348         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
352 {
353         if (!map)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(map->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
359 {
360         if (!set)
361                 return NULL;
362         return isl_space_copy(set->dim);
363 }
364
365 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
366         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
367 {
368         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
369         if (!bmap)
370                 return NULL;
371         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
372         if (!bmap->dim)
373                 goto error;
374         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
375         return bmap;
376 error:
377         isl_basic_map_free(bmap);
378         return NULL;
379 }
380
381 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
382         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
383 {
384         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
385 }
386
387 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
388         enum isl_dim_type type)
389 {
390         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
391 }
392
393 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
394         enum isl_dim_type type, const char *s)
395 {
396         int i;
397
398         map = isl_map_cow(map);
399         if (!map)
400                 return NULL;
401
402         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
403         if (!map->dim)
404                 goto error;
405
406         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
407                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
408                 if (!map->p[i])
409                         goto error;
410         }
411
412         return map;
413 error:
414         isl_map_free(map);
415         return NULL;
416 }
417
418 /* Does the input or output tuple have a name?
419  */
420 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
421 {
422         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
423 }
424
425 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
426         enum isl_dim_type type)
427 {
428         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
429 }
430
431 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
432         const char *s)
433 {
434         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
435 }
436
437 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
438         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
439 {
440         map = isl_map_cow(map);
441         if (!map)
442                 return isl_id_free(id);
443
444         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
445
446         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
447 }
448
449 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
450         __isl_take isl_id *id)
451 {
452         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
453 }
454
455 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
456         enum isl_dim_type type)
457 {
458         map = isl_map_cow(map);
459         if (!map)
460                 return NULL;
461
462         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
463
464         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
465 }
466
467 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
468 {
469         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
470 }
471
472 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
473 {
474         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
475 }
476
477 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
478         enum isl_dim_type type)
479 {
480         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
481 }
482
483 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
484 {
485         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
486 }
487
488 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
491 }
492
493 /* Does the set tuple have a name?
494  */
495 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
496 {
497         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
498 }
499
500
501 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
502 {
503         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
504 }
505
506 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
507 {
508         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
509 }
510
511 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
512         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
513 {
514         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
515 }
516
517 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
518         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
519 {
520         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
521 }
522
523 /* Does the given dimension have a name?
524  */
525 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
526         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
527 {
528         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
529 }
530
531 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
532         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
533 {
534         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
535 }
536
537 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
538         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
539 {
540         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
541 }
542
543 /* Does the given dimension have a name?
544  */
545 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
547 {
548         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
549 }
550
551 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
552         __isl_take isl_basic_map *bmap,
553         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
554 {
555         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
556         if (!bmap)
557                 return NULL;
558         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
559         if (!bmap->dim)
560                 goto error;
561         return isl_basic_map_finalize(bmap);
562 error:
563         isl_basic_map_free(bmap);
564         return NULL;
565 }
566
567 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
568         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
569 {
570         int i;
571
572         map = isl_map_cow(map);
573         if (!map)
574                 return NULL;
575
576         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
577         if (!map->dim)
578                 goto error;
579
580         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
581                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
582                 if (!map->p[i])
583                         goto error;
584         }
585
586         return map;
587 error:
588         isl_map_free(map);
589         return NULL;
590 }
591
592 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
593         __isl_take isl_basic_set *bset,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
597                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
598 }
599
600 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
601         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
602 {
603         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
604 }
605
606 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
607         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
608 {
609         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
610 }
611
612 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
613         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
614 {
615         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
616 }
617
618 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
619         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
620 {
621         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
622 }
623
624 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
625         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
626 {
627         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
628 }
629
630 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
631         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
632 {
633         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
634 }
635
636 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
637         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
638 {
639         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
640 }
641
642 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
643         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
644 {
645         map = isl_map_cow(map);
646         if (!map)
647                 return isl_id_free(id);
648
649         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
650
651         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
652 }
653
654 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
655         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
656 {
657         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
658 }
659
660 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
661         __isl_keep isl_id *id)
662 {
663         if (!map)
664                 return -1;
665         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
666 }
667
668 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
669         __isl_keep isl_id *id)
670 {
671         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
672 }
673
674 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
675         const char *name)
676 {
677         if (!map)
678                 return -1;
679         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
680 }
681
682 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
683         const char *name)
684 {
685         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
686 }
687
688 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
689 {
690         if (!bmap)
691                 return -1;
692         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
693 }
694
695 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
696 {
697         return isl_basic_map_is_rational(bset);
698 }
699
700 /* Does "bmap" contain any rational points?
701  *
702  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
703  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
704  * is marked as rational.
705  */
706 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
707 {
708         int has_rational = 1;
709         unsigned total;
710
711         if (!bmap)
712                 return -1;
713         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
714                 return 0;
715         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
716                 return 0;
717         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
718         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
719         if (!bmap)
720                 return -1;
721         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
722         if (bmap->n_eq == total) {
723                 int i, j;
724                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
725                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
726                         if (j < 0)
727                                 break;
728                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
729                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
730                                 break;
731                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
732                                                     total - j - 1);
733                         if (j >= 0)
734                                 break;
735                 }
736                 if (i == bmap->n_eq)
737                         has_rational = 0;
738         }
739         isl_basic_map_free(bmap);
740
741         return has_rational;
742 }
743
744 /* Does "map" contain any rational points?
745  */
746 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
747 {
748         int i;
749         int has_rational;
750
751         if (!map)
752                 return -1;
753         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
754                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
755                 if (has_rational < 0)
756                         return -1;
757                 if (has_rational)
758                         return 1;
759         }
760         return 0;
761 }
762
763 /* Does "set" contain any rational points?
764  */
765 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
766 {
767         return isl_map_has_rational(set);
768 }
769
770 /* Is this basic set a parameter domain?
771  */
772 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
773 {
774         if (!bset)
775                 return -1;
776         return isl_space_is_params(bset->dim);
777 }
778
779 /* Is this set a parameter domain?
780  */
781 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
782 {
783         if (!set)
784                 return -1;
785         return isl_space_is_params(set->dim);
786 }
787
788 /* Is this map actually a parameter domain?
789  * Users should never call this function.  Outside of isl,
790  * a map can never be a parameter domain.
791  */
792 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
793 {
794         if (!map)
795                 return -1;
796         return isl_space_is_params(map->dim);
797 }
798
799 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
800                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
801                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
802 {
803         int i;
804         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
805
806         bmap->ctx = ctx;
807         isl_ctx_ref(ctx);
808
809         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
810         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
811                 goto error;
812
813         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
814         if (!bmap->ineq)
815                 goto error;
816
817         if (extra == 0) {
818                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
819                 bmap->div = NULL;
820         } else {
821                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
822                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
823                         goto error;
824
825                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
826                 if (!bmap->div)
827                         goto error;
828         }
829
830         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
831                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
832
833         for (i = 0; i < extra; ++i)
834                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
835
836         bmap->ref = 1;
837         bmap->flags = 0;
838         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
839         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
840         bmap->extra = extra;
841         bmap->n_eq = 0;
842         bmap->n_ineq = 0;
843         bmap->n_div = 0;
844         bmap->sample = NULL;
845
846         return bmap;
847 error:
848         isl_basic_map_free(bmap);
849         return NULL;
850 }
851
852 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
853                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
854                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
855 {
856         struct isl_basic_map *bmap;
857         isl_space *space;
858
859         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
860         if (!space)
861                 return NULL;
862
863         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
864         return (struct isl_basic_set *)bmap;
865 }
866
867 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
868                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
869 {
870         struct isl_basic_map *bmap;
871         if (!dim)
872                 return NULL;
873         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
874         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
875         return (struct isl_basic_set *)bmap;
876 error:
877         isl_space_free(dim);
878         return NULL;
879 }
880
881 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
882                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
883 {
884         struct isl_basic_map *bmap;
885
886         if (!dim)
887                 return NULL;
888         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
889         if (!bmap)
890                 goto error;
891         bmap->dim = dim;
892
893         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
894 error:
895         isl_space_free(dim);
896         return NULL;
897 }
898
899 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
900                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
901                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
902 {
903         struct isl_basic_map *bmap;
904         isl_space *dim;
905
906         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
907         if (!dim)
908                 return NULL;
909
910         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
911         return bmap;
912 }
913
914 static void dup_constraints(
915                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
916 {
917         int i;
918         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
919
920         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
921                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
922                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
923         }
924
925         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
926                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
927                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
928         }
929
930         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
931                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
932                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
933         }
934         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
935 }
936
937 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
938 {
939         struct isl_basic_map *dup;
940
941         if (!bmap)
942                 return NULL;
943         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
944                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
945         if (!dup)
946                 return NULL;
947         dup_constraints(dup, bmap);
948         dup->flags = bmap->flags;
949         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
950         return dup;
951 }
952
953 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
954 {
955         struct isl_basic_map *dup;
956
957         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
958         return (struct isl_basic_set *)dup;
959 }
960
961 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
962 {
963         if (!bset)
964                 return NULL;
965
966         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
967                 bset->ref++;
968                 return bset;
969         }
970         return isl_basic_set_dup(bset);
971 }
972
973 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
974 {
975         if (!set)
976                 return NULL;
977
978         set->ref++;
979         return set;
980 }
981
982 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
983 {
984         if (!bmap)
985                 return NULL;
986
987         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
988                 bmap->ref++;
989                 return bmap;
990         }
991         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
992         if (bmap)
993                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
994         return bmap;
995 }
996
997 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
998 {
999         if (!map)
1000                 return NULL;
1001
1002         map->ref++;
1003         return map;
1004 }
1005
1006 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1007 {
1008         if (!bmap)
1009                 return NULL;
1010
1011         if (--bmap->ref > 0)
1012                 return NULL;
1013
1014         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1015         free(bmap->div);
1016         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1017         free(bmap->ineq);
1018         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1019         isl_vec_free(bmap->sample);
1020         isl_space_free(bmap->dim);
1021         free(bmap);
1022
1023         return NULL;
1024 }
1025
1026 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1027 {
1028         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1029 }
1030
1031 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1032 {
1033         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1034 }
1035
1036 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1037         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1038         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1039                                     __isl_take isl_map *map2))
1040 {
1041         if (!map1 || !map2)
1042                 goto error;
1043         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1044                 return fn(map1, map2);
1045         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1046             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1047                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1048                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1049         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1050         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1051         return fn(map1, map2);
1052 error:
1053         isl_map_free(map1);
1054         isl_map_free(map2);
1055         return NULL;
1056 }
1057
1058 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1059         __isl_keep isl_map *map2,
1060         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1061 {
1062         int r;
1063
1064         if (!map1 || !map2)
1065                 return -1;
1066         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1067                 return fn(map1, map2);
1068         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1069             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1070                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1071                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1072         map1 = isl_map_copy(map1);
1073         map2 = isl_map_copy(map2);
1074         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1075         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1076         r = fn(map1, map2);
1077         isl_map_free(map1);
1078         isl_map_free(map2);
1079         return r;
1080 }
1081
1082 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1083 {
1084         struct isl_ctx *ctx;
1085         if (!bmap)
1086                 return -1;
1087         ctx = bmap->ctx;
1088         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1089         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1090                         return -1);
1091         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1092         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1093         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1094         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1095         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1096         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1097                 isl_int *t;
1098                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1099                 if (j < 0)
1100                         return -1;
1101                 t = bmap->ineq[j];
1102                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1103                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1104                 bmap->eq[-1] = t;
1105                 bmap->n_eq++;
1106                 bmap->n_ineq--;
1107                 bmap->eq--;
1108                 return 0;
1109         }
1110         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1111                       bmap->extra - bmap->n_div);
1112         return bmap->n_eq++;
1113 }
1114
1115 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1116 {
1117         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1118 }
1119
1120 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1121 {
1122         if (!bmap)
1123                 return -1;
1124         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1125         bmap->n_eq -= n;
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1130 {
1131         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1132 }
1133
1134 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1135 {
1136         isl_int *t;
1137         if (!bmap)
1138                 return -1;
1139         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1140
1141         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1142                 t = bmap->eq[pos];
1143                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1144                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1145         }
1146         bmap->n_eq--;
1147         return 0;
1148 }
1149
1150 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1151 {
1152         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1153 }
1154
1155 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1156  *
1157  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1158  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1159  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1160  * change in the ordering of the constraints.
1161  */
1162 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1163                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1164 {
1165         isl_int *t;
1166
1167         t = bmap->ineq[pos];
1168         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1169         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1170         bmap->eq[-1] = t;
1171         bmap->n_eq++;
1172         bmap->n_ineq--;
1173         bmap->eq--;
1174         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1175         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1176         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1177         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1178 }
1179
1180 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1181 {
1182         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1183 }
1184
1185 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1186 {
1187         struct isl_ctx *ctx;
1188         if (!bmap)
1189                 return -1;
1190         ctx = bmap->ctx;
1191         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1192         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1193         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1194         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1195         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1196         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1197                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1198                       bmap->extra - bmap->n_div);
1199         return bmap->n_ineq++;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1203 {
1204         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1208 {
1209         if (!bmap)
1210                 return -1;
1211         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1212         bmap->n_ineq -= n;
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1217 {
1218         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1219 }
1220
1221 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1222 {
1223         isl_int *t;
1224         if (!bmap)
1225                 return -1;
1226         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1227
1228         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1229                 t = bmap->ineq[pos];
1230                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1231                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1232                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1233         }
1234         bmap->n_ineq--;
1235         return 0;
1236 }
1237
1238 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1239 {
1240         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1241 }
1242
1243 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1244         isl_int *eq)
1245 {
1246         int k;
1247
1248         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1249         if (!bmap)
1250                 return NULL;
1251         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1252         if (k < 0)
1253                 goto error;
1254         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1255         return bmap;
1256 error:
1257         isl_basic_map_free(bmap);
1258         return NULL;
1259 }
1260
1261 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1262         isl_int *eq)
1263 {
1264         return (isl_basic_set *)
1265                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1266 }
1267
1268 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1269         isl_int *ineq)
1270 {
1271         int k;
1272
1273         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1274         if (!bmap)
1275                 return NULL;
1276         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1277         if (k < 0)
1278                 goto error;
1279         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1280         return bmap;
1281 error:
1282         isl_basic_map_free(bmap);
1283         return NULL;
1284 }
1285
1286 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1287         isl_int *ineq)
1288 {
1289         return (isl_basic_set *)
1290                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1291 }
1292
1293 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1294 {
1295         if (!bmap)
1296                 return -1;
1297         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1298         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1299                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1300                       bmap->extra - bmap->n_div);
1301         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1302         return bmap->n_div++;
1303 }
1304
1305 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1306 {
1307         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1308 }
1309
1310 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1311 {
1312         if (!bmap)
1313                 return -1;
1314         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1315         bmap->n_div -= n;
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1320 {
1321         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1322 }
1323
1324 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1325  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1326  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1327  * variables.
1328  */
1329 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1330                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1331                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1332 {
1333         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1334         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1335         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1336         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1337         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1338         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1339         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1340         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1341         if (dst_nparam > src_nparam)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1343                                 dst_nparam - src_nparam);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1346                     src+1+src_nparam,
1347                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1348         if (dst_in-in_off > src_in)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1350                                 dst_in - in_off - src_in);
1351         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1352         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1353                     src+1+src_nparam+src_in,
1354                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1355         if (dst_out-out_off > src_out)
1356                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1357                                 dst_out - out_off - src_out);
1358         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1359         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1360                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1361                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1362         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1363                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1364                                 div_off+src_map->n_div,
1365                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1366 }
1367
1368 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1369                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1370                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1371 {
1372         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1373         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1374 }
1375
1376 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1377                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1378 {
1379         int i;
1380         unsigned div_off;
1381
1382         if (!bmap1 || !bmap2)
1383                 goto error;
1384
1385         div_off = bmap1->n_div;
1386
1387         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1388                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1389                 if (i1 < 0)
1390                         goto error;
1391                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1392                                 i_pos, o_pos, div_off);
1393         }
1394
1395         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1396                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1397                 if (i1 < 0)
1398                         goto error;
1399                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1400                                 i_pos, o_pos, div_off);
1401         }
1402
1403         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1404                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1405                 if (i1 < 0)
1406                         goto error;
1407                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1408                          i_pos, o_pos, div_off);
1409         }
1410
1411         isl_basic_map_free(bmap2);
1412
1413         return bmap1;
1414
1415 error:
1416         isl_basic_map_free(bmap1);
1417         isl_basic_map_free(bmap2);
1418         return NULL;
1419 }
1420
1421 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1422                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1423 {
1424         return (struct isl_basic_set *)
1425                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1426                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1427 }
1428
1429 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1430                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1431                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1432 {
1433         struct isl_basic_map *ext;
1434         unsigned flags;
1435         int dims_ok;
1436
1437         if (!dim)
1438                 goto error;
1439
1440         if (!base)
1441                 goto error;
1442
1443         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1444                   base->extra >= base->n_div + extra;
1445
1446         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1447                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1448                 isl_space_free(dim);
1449                 return base;
1450         }
1451
1452         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1453         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1454         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1455         extra += base->extra;
1456         n_eq += base->n_eq;
1457         n_ineq += base->n_ineq;
1458
1459         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1460         dim = NULL;
1461         if (!ext)
1462                 goto error;
1463
1464         if (dims_ok)
1465                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1466         flags = base->flags;
1467         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1468         if (ext) {
1469                 ext->flags = flags;
1470                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1471         }
1472
1473         return ext;
1474
1475 error:
1476         isl_space_free(dim);
1477         isl_basic_map_free(base);
1478         return NULL;
1479 }
1480
1481 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1482                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1483                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1484 {
1485         return (struct isl_basic_set *)
1486                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1487                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1488 }
1489
1490 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1491                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1492 {
1493         if (!base)
1494                 return NULL;
1495         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1496                                         0, n_eq, n_ineq);
1497 }
1498
1499 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1500                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1501                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1502 {
1503         struct isl_basic_map *bmap;
1504         isl_space *dim;
1505
1506         if (!base)
1507                 return NULL;
1508         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1509         if (!dim)
1510                 goto error;
1511
1512         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1513         return bmap;
1514 error:
1515         isl_basic_map_free(base);
1516         return NULL;
1517 }
1518
1519 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1520                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1521                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1522 {
1523         return (struct isl_basic_set *)
1524                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1525                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1526 }
1527
1528 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1529                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1530 {
1531         return (struct isl_basic_set *)
1532                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1533                                                     n_eq, n_ineq);
1534 }
1535
1536 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1537 {
1538         return (struct isl_basic_set *)
1539                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1540 }
1541
1542 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1543 {
1544         if (!bmap)
1545                 return NULL;
1546
1547         if (bmap->ref > 1) {
1548                 bmap->ref--;
1549                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1550         }
1551         if (bmap)
1552                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1553         return bmap;
1554 }
1555
1556 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1557 {
1558         if (!set)
1559                 return NULL;
1560
1561         if (set->ref == 1)
1562                 return set;
1563         set->ref--;
1564         return isl_set_dup(set);
1565 }
1566
1567 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1568 {
1569         if (!map)
1570                 return NULL;
1571
1572         if (map->ref == 1)
1573                 return map;
1574         map->ref--;
1575         return isl_map_dup(map);
1576 }
1577
1578 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1579                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1580 {
1581         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1582         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1583         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1584 }
1585
1586 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1587         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1588 {
1589         int i;
1590         struct isl_blk blk;
1591
1592         if (!bmap)
1593                 goto error;
1594
1595         isl_assert(bmap->ctx,
1596                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1597
1598         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1599                 return bmap;
1600
1601         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1602         if (!bmap)
1603                 return NULL;
1604
1605         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1606         if (isl_blk_is_error(blk))
1607                 goto error;
1608
1609         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1610                 swap_vars(blk,
1611                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1612
1613         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1614                 swap_vars(blk,
1615                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1616
1617         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1618                 swap_vars(blk,
1619                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1620
1621         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1622
1623         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1624         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1625         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1626 error:
1627         isl_basic_map_free(bmap);
1628         return NULL;
1629 }
1630
1631 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1632         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1633 {
1634         unsigned dim;
1635         unsigned nparam;
1636
1637         if (!bset)
1638                 return NULL;
1639
1640         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1641         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1642         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1643
1644         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1645 error:
1646         isl_basic_set_free(bset);
1647         return NULL;
1648 }
1649
1650 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1651 {
1652         int i = 0;
1653         unsigned total;
1654         if (!bmap)
1655                 goto error;
1656         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1657         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1658         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1659         if (bmap->n_eq > 0)
1660                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1661         else {
1662                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1663                 if (i < 0)
1664                         goto error;
1665         }
1666         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1667         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1668         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1669         isl_vec_free(bmap->sample);
1670         bmap->sample = NULL;
1671         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1672 error:
1673         isl_basic_map_free(bmap);
1674         return NULL;
1675 }
1676
1677 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1678 {
1679         return (struct isl_basic_set *)
1680                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1681 }
1682
1683 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" (without modifying any of the constraints
1684  * of "bmap").
1685  */
1686 static void swap_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1687 {
1688         isl_int *t = bmap->div[a];
1689         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1690         bmap->div[b] = t;
1691 }
1692
1693 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" and adjust the constraints and
1694  * div definitions accordingly.
1695  */
1696 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1697 {
1698         int i;
1699         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1700
1701         swap_div(bmap, a, b);
1702
1703         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1704                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1705
1706         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1707                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1708
1709         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1710                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1711         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1712 }
1713
1714 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1715  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1716  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1717  */
1718 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1719         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1720 {
1721         int i;
1722
1723         if (!map)
1724                 return NULL;
1725         if (n == 0)
1726                 return map;
1727
1728         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1729                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1730                         "index out of bounds", goto error);
1731
1732         map = isl_map_cow(map);
1733         if (!map)
1734                 return NULL;
1735
1736         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1737                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1738                 if (!map->p[i])
1739                         goto error;
1740         }
1741         return map;
1742 error:
1743         isl_map_free(map);
1744         return NULL;
1745 }
1746
1747 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1748  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1749  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1750  */
1751 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1752         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1753 {
1754         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1755 }
1756
1757 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1758  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1759  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1760  */
1761 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1762         unsigned first, unsigned n)
1763 {
1764         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1765 }
1766
1767 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1768         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1769 {
1770         if (!bmap)
1771                 return NULL;
1772         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1773                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1774         if (!bmap)
1775                 return NULL;
1776         bmap->n_div = 0;
1777         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1778 }
1779
1780 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1781         __isl_take isl_basic_set *bset)
1782 {
1783         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1784                         (struct isl_basic_map *)bset);
1785 }
1786
1787 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1788 {
1789         int i;
1790
1791         if (!map)
1792                 return NULL;
1793         if (map->n == 0)
1794                 return map;
1795
1796         map = isl_map_cow(map);
1797         if (!map)
1798                 return NULL;
1799         
1800         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1801                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1802                 if (!map->p[i])
1803                         goto error;
1804         }
1805         return map;
1806 error:
1807         isl_map_free(map);
1808         return NULL;
1809 }
1810
1811 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1812 {
1813         return isl_map_remove_divs(set);
1814 }
1815
1816 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1817         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1818 {
1819         if (!bmap)
1820                 return NULL;
1821         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1822                         goto error);
1823         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1824                 return bmap;
1825         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1826                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1827         if (!bmap)
1828                 return bmap;
1829         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1830                 return bmap;
1831         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1832         return bmap;
1833 error:
1834         isl_basic_map_free(bmap);
1835         return NULL;
1836 }
1837
1838 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1839  * any of the given variables.
1840  */
1841 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1842         unsigned first, unsigned n)
1843 {
1844         int i;
1845         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1846
1847         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1848                 return 0;
1849         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1850                 return 1;
1851
1852         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1853                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1854                         continue;
1855                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1856                         return 1;
1857         }
1858
1859         return 0;
1860 }
1861
1862 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1863  * based on inequality "i".
1864  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1865  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1866  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1867  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1868  *
1869  * The calling function has already checked that the inequality does not
1870  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1871  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1872  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1873  *
1874  * Let "div" be of the form
1875  *
1876  *      q = floor((a + f(x))/d)
1877  *
1878  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1879  *
1880  *      b + f(x) >= 0
1881  *
1882  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1883  * However, we allow a slightly more general form
1884  *
1885  *      b + g(x) >= 0
1886  *
1887  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1888  * divisible by d.
1889  * Rewriting this constraint as
1890  *
1891  *      0 >= -b - g(x)
1892  *
1893  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1894  *
1895  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1896  *
1897  * Taking the floor on both sides, we obtain
1898  *
1899  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1900  *
1901  * or
1902  *
1903  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1904  *
1905  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1906  *
1907  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1908  *
1909  */
1910 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1911         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1912         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1913 {
1914         int j;
1915
1916         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1917                 if (lb) {
1918                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1919                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1920                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1921                 }
1922                 if (ub) {
1923                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1924                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1925                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1926                 }
1927         }
1928         if (!lb && !ub)
1929                 return bmap;
1930
1931         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1932         if (lb) {
1933                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1934                 if (k < 0)
1935                         goto error;
1936                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1937                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1938                                         bmap->div[div][1 + j]);
1939                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1940                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1941                 }
1942                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1943         }
1944         if (ub) {
1945                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1946                 if (k < 0)
1947                         goto error;
1948                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1949                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1950                                         bmap->div[div][1 + j]);
1951                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1952                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1953                 }
1954                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1955         }
1956
1957         return bmap;
1958 error:
1959         isl_basic_map_free(bmap);
1960         return NULL;
1961 }
1962
1963 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1964  * using Fourier-Motzkin.
1965  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1966  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1967  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1968  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1969  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1970  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1971  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1972  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1973  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1974  * on "div".
1975  *
1976  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1977  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1978  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1979  * Consider, for example, the set
1980  *
1981  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1982  *
1983  * The second constraint can be rewritten as
1984  *
1985  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1986  *
1987  * from which we can derive
1988  *
1989  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1990  *
1991  * or
1992  *
1993  *      i + 2j <= 3 + 2k
1994  *
1995  * Combined with the first constraint, we obtain
1996  *
1997  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1998  *
1999  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
2000  * the first constraint, we obtain
2001  *
2002  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
2003  *
2004  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
2005  *
2006  *      k >= -2
2007  */
2008 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
2009         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
2010 {
2011         int i;
2012         int check_lb, check_ub;
2013         isl_int v;
2014         unsigned total;
2015
2016         if (!bmap)
2017                 return NULL;
2018
2019         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2020                 return bmap;
2021
2022         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2023
2024         check_lb = 0;
2025         check_ub = 0;
2026         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2027                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2028                 if (s > 0)
2029                         check_ub = 1;
2030                 if (s < 0)
2031                         check_lb = 1;
2032         }
2033
2034         if (!check_lb && !check_ub)
2035                 return bmap;
2036
2037         isl_int_init(v);
2038
2039         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2040                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2041                         continue;
2042
2043                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2044                                                         check_lb, check_ub);
2045         }
2046
2047         isl_int_clear(v);
2048
2049         return bmap;
2050 }
2051
2052 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2053  * in their definitions.
2054  */
2055 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2056         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2057         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2058 {
2059         int i;
2060
2061         if (!bmap)
2062                 return NULL;
2063         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2064                         goto error);
2065         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2066
2067         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2068                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2069                         continue;
2070                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2071                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2072                 if (!bmap)
2073                         return NULL;
2074                 i = bmap->n_div;
2075         }
2076
2077         return bmap;
2078 error:
2079         isl_basic_map_free(bmap);
2080         return NULL;
2081 }
2082
2083 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2084         __isl_take isl_basic_set *bset,
2085         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2086 {
2087         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2088 }
2089
2090 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2091         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2092 {
2093         int i;
2094
2095         if (!map)
2096                 return NULL;
2097         if (map->n == 0)
2098                 return map;
2099
2100         map = isl_map_cow(map);
2101         if (!map)
2102                 return NULL;
2103
2104         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2105                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2106                                                                 type, first, n);
2107                 if (!map->p[i])
2108                         goto error;
2109         }
2110         return map;
2111 error:
2112         isl_map_free(map);
2113         return NULL;
2114 }
2115
2116 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2117         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2118 {
2119         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2120                                                               type, first, n);
2121 }
2122
2123 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2124  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2125  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2126  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2127  * div.
2128  */
2129 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2130         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2131 {
2132         int i;
2133
2134         if (!bmap)
2135                 return -1;
2136
2137         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2138                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2139                         "index out of bounds", return -1);
2140
2141         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2142         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2143                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2144                         return 1;
2145         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2146                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2147                         return 1;
2148         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2149                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2150                         continue;
2151                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2152                         return 1;
2153         }
2154
2155         return 0;
2156 }
2157
2158 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2159         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2160 {
2161         int i;
2162
2163         if (!map)
2164                 return -1;
2165
2166         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2167                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2168                         "index out of bounds", return -1);
2169
2170         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2171                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2172                                                             type, first, n);
2173                 if (involves < 0 || involves)
2174                         return involves;
2175         }
2176
2177         return 0;
2178 }
2179
2180 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2181         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2182 {
2183         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2184 }
2185
2186 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2187         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2188 {
2189         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2190 }
2191
2192 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2193  * on unknown divs.
2194  */
2195 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2196 {
2197         int i;
2198         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2199
2200         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2201                 return 1;
2202
2203         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2204                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2205                         continue;
2206                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2207                         return 1;
2208         }
2209
2210         return 0;
2211 }
2212
2213 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2214  */
2215 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2216         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2217 {
2218         int i;
2219
2220         if (!bmap)
2221                 return NULL;
2222
2223         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2224                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2225                         continue;
2226                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2227                 if (!bmap)
2228                         return NULL;
2229                 i = bmap->n_div;
2230         }
2231
2232         return bmap;
2233 }
2234
2235 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2236  */
2237 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2238         __isl_take isl_basic_set *bset)
2239 {
2240         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2241 }
2242
2243 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2244 {
2245         int i;
2246
2247         if (!map)
2248                 return NULL;
2249         if (map->n == 0)
2250                 return map;
2251
2252         map = isl_map_cow(map);
2253         if (!map)
2254                 return NULL;
2255
2256         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2257                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2258                 if (!map->p[i])
2259                         goto error;
2260         }
2261         return map;
2262 error:
2263         isl_map_free(map);
2264         return NULL;
2265 }
2266
2267 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2268 {
2269         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2270 }
2271
2272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2273         __isl_take isl_basic_set *bset,
2274         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2275 {
2276         return (isl_basic_set *)
2277             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2278 }
2279
2280 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2281         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2282 {
2283         int i;
2284
2285         if (n == 0)
2286                 return map;
2287
2288         map = isl_map_cow(map);
2289         if (!map)
2290                 return NULL;
2291         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2292         
2293         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2294                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2295                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2296                 if (!map->p[i])
2297                         goto error;
2298         }
2299         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2300         return map;
2301 error:
2302         isl_map_free(map);
2303         return NULL;
2304 }
2305
2306 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2307         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2308 {
2309         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2310 }
2311
2312 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2313 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2314         unsigned first, unsigned n)
2315 {
2316         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2317 }
2318
2319 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2320                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2321 {
2322         const char *name;
2323         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2324         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2325         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2326         if (!pos)
2327                 isl_int_print(out, c, 0);
2328         else {
2329                 if (!isl_int_is_one(c))
2330                         isl_int_print(out, c, 0);
2331                 if (pos < 1 + nparam) {
2332                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2333                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2334                         if (name)
2335                                 fprintf(out, "%s", name);
2336                         else
2337                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2338                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2339                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2340                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2341                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2342                 else
2343                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2344         }
2345 }
2346
2347 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2348                                 int sign, FILE *out)
2349 {
2350         int i;
2351         int first;
2352         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2353         isl_int v;
2354
2355         isl_int_init(v);
2356         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2357                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2358                         continue;
2359                 if (!first)
2360                         fprintf(out, " + ");
2361                 first = 0;
2362                 isl_int_abs(v, c[i]);
2363                 dump_term(bmap, v, i, out);
2364         }
2365         isl_int_clear(v);
2366         if (first)
2367                 fprintf(out, "0");
2368 }
2369
2370 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2371                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2372 {
2373         int i;
2374
2375         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2376
2377         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2378         fprintf(out, " %s ", op);
2379         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2380
2381         fprintf(out, "\n");
2382
2383         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2384                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2385                         continue;
2386                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2387                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2388                 abort();
2389         }
2390 }
2391
2392 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2393                                 isl_int **c, unsigned n,
2394                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2395 {
2396         int i;
2397
2398         for (i = 0; i < n; ++i)
2399                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2400 }
2401
2402 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2403 {
2404         int j;
2405         int first = 1;
2406         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2407
2408         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2409                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2410                         continue;
2411                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2412                         fprintf(out, "+");
2413                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2414                 first = 0;
2415         }
2416 }
2417
2418 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2419 {
2420         int i;
2421
2422         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2423         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2424
2425         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2426                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2427                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2428                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2429                 fprintf(out, ")/");
2430                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2431                 fprintf(out, "]\n");
2432         }
2433 }
2434
2435 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2436         FILE *out, int indent)
2437 {
2438         if (!bset) {
2439                 fprintf(out, "null basic set\n");
2440                 return;
2441         }
2442
2443         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2444         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2445                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2446                         bset->extra, bset->flags);
2447         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2448 }
2449
2450 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2451         FILE *out, int indent)
2452 {
2453         if (!bmap) {
2454                 fprintf(out, "null basic map\n");
2455                 return;
2456         }
2457
2458         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2459         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2460                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2461                 bmap->ref,
2462                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2463                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2464         dump(bmap, out, indent);
2465 }
2466
2467 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2468 {
2469         unsigned total;
2470         if (!bmap)
2471                 return -1;
2472         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2473         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2474         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2475         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2476         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2477         return 0;
2478 }
2479
2480 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2481         unsigned flags)
2482 {
2483         struct isl_set *set;
2484
2485         if (!dim)
2486                 return NULL;
2487         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2488         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2489         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2490                         sizeof(struct isl_set) +
2491                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2492         if (!set)
2493                 goto error;
2494
2495         set->ctx = dim->ctx;
2496         isl_ctx_ref(set->ctx);
2497         set->ref = 1;
2498         set->size = n;
2499         set->n = 0;
2500         set->dim = dim;
2501         set->flags = flags;
2502         return set;
2503 error:
2504         isl_space_free(dim);
2505         return NULL;
2506 }
2507
2508 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2509                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2510 {
2511         struct isl_set *set;
2512         isl_space *dims;
2513
2514         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2515         if (!dims)
2516                 return NULL;
2517
2518         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2519         return set;
2520 }
2521
2522 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2523  */
2524 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2525 {
2526         int i;
2527         struct isl_map *grown = NULL;
2528
2529         if (!map)
2530                 return NULL;
2531         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2532         if (map->n + n <= map->size)
2533                 return map;
2534         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2535         if (!grown)
2536                 goto error;
2537         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2538                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2539                 if (!grown->p[i])
2540                         goto error;
2541                 grown->n++;
2542         }
2543         isl_map_free(map);
2544         return grown;
2545 error:
2546         isl_map_free(grown);
2547         isl_map_free(map);
2548         return NULL;
2549 }
2550
2551 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2552  */
2553 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2554 {
2555         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2556 }
2557
2558 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2559 {
2560         int i;
2561         struct isl_set *dup;
2562
2563         if (!set)
2564                 return NULL;
2565
2566         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2567         if (!dup)
2568                 return NULL;
2569         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2570                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2571         return dup;
2572 }
2573
2574 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2575 {
2576         return isl_map_from_basic_map(bset);
2577 }
2578
2579 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2580 {
2581         struct isl_map *map;
2582
2583         if (!bmap)
2584                 return NULL;
2585
2586         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2587         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2588 }
2589
2590 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2591                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2592 {
2593         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2594                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2595 }
2596
2597 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2598 {
2599         int i;
2600
2601         if (!set)
2602                 return NULL;
2603
2604         if (--set->ref > 0)
2605                 return NULL;
2606
2607         isl_ctx_deref(set->ctx);
2608         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2609                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2610         isl_space_free(set->dim);
2611         free(set);
2612
2613         return NULL;
2614 }
2615
2616 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2617 {
2618         int i;
2619
2620         if (!set) {
2621                 fprintf(out, "null set\n");
2622                 return;
2623         }
2624
2625         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2626         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2627                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2628                         set->flags);
2629         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2630                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2631                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2632                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2633         }
2634 }
2635
2636 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2637 {
2638         int i;
2639
2640         if (!map) {
2641                 fprintf(out, "null map\n");
2642                 return;
2643         }
2644
2645         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2646         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2647                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2648                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2649                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2650         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2651                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2652                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2653                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2654         }
2655 }
2656
2657 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2658                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2659 {
2660         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2661
2662         if (!bmap || !bset)
2663                 goto error;
2664
2665         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2666                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2667
2668         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2669                 isl_assert(bset->ctx,
2670                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2671
2672         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2673         if (!bmap)
2674                 goto error;
2675         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2676                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2677         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2678         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2679
2680         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2681         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2682 error:
2683         isl_basic_map_free(bmap);
2684         isl_basic_set_free(bset);
2685         return NULL;
2686 }
2687
2688 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2689                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2690 {
2691         struct isl_basic_map *bmap_range;
2692
2693         if (!bmap || !bset)
2694                 goto error;
2695
2696         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2697                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2698
2699         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2700                 isl_assert(bset->ctx,
2701                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2702
2703         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2704                 isl_basic_set_free(bset);
2705                 return bmap;
2706         }
2707
2708         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2709         if (!bmap)
2710                 goto error;
2711         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2712                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2713         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2714         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2715
2716         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2717         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2718 error:
2719         isl_basic_map_free(bmap);
2720         isl_basic_set_free(bset);
2721         return NULL;
2722 }
2723
2724 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2725 {
2726         int i;
2727         unsigned total;
2728         isl_int s;
2729
2730         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2731         if (total != vec->size)
2732                 return -1;
2733
2734         isl_int_init(s);
2735
2736         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2737                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2738                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2739                         isl_int_clear(s);
2740                         return 0;
2741                 }
2742         }
2743
2744         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2745                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2746                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2747                         isl_int_clear(s);
2748                         return 0;
2749                 }
2750         }
2751
2752         isl_int_clear(s);
2753
2754         return 1;
2755 }
2756
2757 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2758 {
2759         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2760 }
2761
2762 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2763                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2764 {
2765         struct isl_vec *sample = NULL;
2766
2767         if (!bmap1 || !bmap2)
2768                 goto error;
2769
2770         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2771                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2772         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2773                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2774             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2775                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2776                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2777
2778         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2779                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2780                 isl_assert(bmap1->ctx,
2781                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2782
2783         if (bmap1->sample &&
2784             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2785             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2786                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2787         else if (bmap2->sample &&
2788             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2789             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2790                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2791
2792         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2793         if (!bmap1)
2794                 goto error;
2795         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2796                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2797         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2798
2799         if (!bmap1)
2800                 isl_vec_free(sample);
2801         else if (sample) {
2802                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2803                 bmap1->sample = sample;
2804         }
2805
2806         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2807         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2808 error:
2809         if (sample)
2810                 isl_vec_free(sample);
2811         isl_basic_map_free(bmap1);
2812         isl_basic_map_free(bmap2);
2813         return NULL;
2814 }
2815
2816 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2817                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2818 {
2819         return (struct isl_basic_set *)
2820                 isl_basic_map_intersect(
2821                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2822                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2823 }
2824
2825 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2826         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2827 {
2828         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2829 }
2830
2831 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2832  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2833  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2834  * added to the other map.
2835  */
2836 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2837         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2838 {
2839         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2840         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2841         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2842         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2843
2844         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2845                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2846
2847         isl_assert(map2->ctx,
2848                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2849
2850         map1 = isl_map_cow(map1);
2851         if (!map1)
2852                 goto error;
2853         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2854                 isl_map_free(map2);
2855                 return map1;
2856         }
2857         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2858         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2859                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2860         else
2861                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2862                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2863
2864         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2865         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2866         if (!map1->p[0])
2867                 goto error;
2868
2869         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2870                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2871                 map1->n = 0;
2872         }
2873
2874         isl_map_free(map2);
2875
2876         return map1;
2877 error:
2878         isl_map_free(map1);
2879         isl_map_free(map2);
2880         return NULL;
2881 }
2882
2883 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2884  * space as map1.
2885  */
2886 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2887         __isl_take isl_map *map2)
2888 {
2889         unsigned flags = 0;
2890         isl_map *result;
2891         int i, j;
2892
2893         if (!map1 || !map2)
2894                 goto error;
2895
2896         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2897              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2898             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2899                 isl_map_free(map2);
2900                 return map1;
2901         }
2902         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2903              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2904             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2905                 isl_map_free(map1);
2906                 return map2;
2907         }
2908
2909         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2910             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2911             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2912             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2913              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2914                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2915
2916         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2917                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2918                 isl_assert(map1->ctx,
2919                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2920
2921         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2922             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2923                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2924
2925         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2926                                 map1->n * map2->n, flags);
2927         if (!result)
2928                 goto error;
2929         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2930                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2931                         struct isl_basic_map *part;
2932                         part = isl_basic_map_intersect(
2933                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2934                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2935                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2936                                 part = isl_basic_map_free(part);
2937                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2938                         if (!result)
2939                                 goto error;
2940                 }
2941         isl_map_free(map1);
2942         isl_map_free(map2);
2943         return result;
2944 error:
2945         isl_map_free(map1);
2946         isl_map_free(map2);
2947         return NULL;
2948 }
2949
2950 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2951         __isl_take isl_map *map2)
2952 {
2953         if (!map1 || !map2)
2954                 goto error;
2955         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2956                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2957                         "spaces don't match", goto error);
2958         return map_intersect_internal(map1, map2);
2959 error:
2960         isl_map_free(map1);
2961         isl_map_free(map2);
2962         return NULL;
2963 }
2964
2965 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2966         __isl_take isl_map *map2)
2967 {
2968         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2969 }
2970
2971 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2972 {
2973         return (struct isl_set *)
2974                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2975                                   (struct isl_map *)set2);
2976 }
2977
2978 /* map_intersect_internal accepts intersections
2979  * with parameter domains, so we can just call that function.
2980  */
2981 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2982                 __isl_take isl_set *params)
2983 {
2984         return map_intersect_internal(map, params);
2985 }
2986
2987 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2988         __isl_take isl_map *map2)
2989 {
2990         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2991 }
2992
2993 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2994                 __isl_take isl_set *params)
2995 {
2996         return isl_map_intersect_params(set, params);
2997 }
2998
2999 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
3000 {
3001         isl_space *dim;
3002         struct isl_basic_set *bset;
3003         unsigned in;
3004
3005         if (!bmap)
3006                 return NULL;
3007         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3008         if (!bmap)
3009                 return NULL;
3010         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
3011         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3012         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3013         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
3014         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
3015 }
3016
3017 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
3018         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3019 {
3020         isl_space *space;
3021
3022         if (!bmap)
3023                 return NULL;
3024         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3025                 return bmap;
3026
3027         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3028         space = isl_space_reset(space, type);
3029         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3030         return bmap;
3031 }
3032
3033 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3034         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3035         unsigned pos, unsigned n)
3036 {
3037         isl_space *res_dim;
3038         struct isl_basic_map *res;
3039         struct isl_dim_map *dim_map;
3040         unsigned total, off;
3041         enum isl_dim_type t;
3042
3043         if (n == 0)
3044                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3045
3046         if (!bmap)
3047                 return NULL;
3048
3049         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3050
3051         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3052         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3053         off = 0;
3054         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3055                 if (t != type) {
3056                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3057                 } else {
3058                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3059                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3060                                                 0, pos, off);
3061                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3062                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3063                 }
3064                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3065         }
3066         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3067
3068         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3069                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3070         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3071                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3072         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3073                 isl_basic_map_free(bmap);
3074                 free(dim_map);
3075                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3076         }
3077         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3078         return isl_basic_map_finalize(res);
3079 }
3080
3081 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3082         __isl_take isl_basic_set *bset,
3083         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3084 {
3085         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3086 }
3087
3088 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3089                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3090 {
3091         if (!bmap)
3092                 return NULL;
3093         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3094                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3095 }
3096
3097 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3098                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3099 {
3100         if (!bset)
3101                 return NULL;
3102         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3103         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3104 error:
3105         isl_basic_set_free(bset);
3106         return NULL;
3107 }
3108
3109 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3110         enum isl_dim_type type)
3111 {
3112         isl_space *space;
3113
3114         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3115                 return map;
3116
3117         space = isl_map_get_space(map);
3118         space = isl_space_reset(space, type);
3119         map = isl_map_reset_space(map, space);
3120         return map;
3121 }
3122
3123 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3124                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3125 {
3126         int i;
3127
3128         if (n == 0)
3129                 return map_space_reset(map, type);
3130
3131         map = isl_map_cow(map);
3132         if (!map)
3133                 return NULL;
3134
3135         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3136         if (!map->dim)
3137                 goto error;
3138
3139         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3140                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3141                 if (!map->p[i])
3142                         goto error;
3143         }
3144
3145         return map;
3146 error:
3147         isl_map_free(map);
3148         return NULL;
3149 }
3150
3151 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3152                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3153 {
3154         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3155 }
3156
3157 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3158                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3159 {
3160         if (!map)
3161                 return NULL;
3162         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3163 }
3164
3165 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3166                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3167 {
3168         if (!set)
3169                 return NULL;
3170         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3171         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3172 error:
3173         isl_set_free(set);
3174         return NULL;
3175 }
3176
3177 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3178         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3179         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3180         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3181 {
3182         struct isl_dim_map *dim_map;
3183         struct isl_basic_map *res;
3184         enum isl_dim_type t;
3185         unsigned total, off;
3186
3187         if (!bmap)
3188                 return NULL;
3189         if (n == 0)
3190                 return bmap;
3191
3192         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3193                 goto error);
3194
3195         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3196                 return bmap;
3197
3198         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3199
3200         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3201             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3202                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3203                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3204                 if (!bmap)
3205                         return NULL;
3206
3207                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3208                                                 src_type, src_pos, n);
3209                 if (!bmap->dim)
3210                         goto error;
3211
3212                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3213
3214                 return bmap;
3215         }
3216
3217         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3218         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3219
3220         off = 0;
3221         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3222                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3223                 if (t == dst_type) {
3224                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3225                                             0, dst_pos, off);
3226                         off += dst_pos;
3227                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3228                                             src_pos, n, off);
3229                         off += n;
3230                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3231                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3232                         off += size - dst_pos;
3233                 } else if (t == src_type) {
3234                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3235                                             0, src_pos, off);
3236                         off += src_pos;
3237                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3238                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3239                         off += size - src_pos - n;
3240                 } else {
3241                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3242                         off += size;
3243                 }
3244         }
3245         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3246
3247         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3248                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3249         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3250         if (!bmap)
3251                 goto error;
3252
3253         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3254                                         src_type, src_pos, n);
3255         if (!bmap->dim)
3256                 goto error;
3257
3258         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3259         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3260         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3261
3262         return bmap;
3263 error:
3264         isl_basic_map_free(bmap);
3265         return NULL;
3266 }
3267
3268 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3269         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3270         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3271 {
3272         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3273                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3274 }
3275
3276 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3277         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3278         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3279 {
3280         if (!set)
3281                 return NULL;
3282         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3283         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3284                                         src_type, src_pos, n);
3285 error:
3286         isl_set_free(set);
3287         return NULL;
3288 }
3289
3290 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3291         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3292         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3293 {
3294         int i;
3295
3296         if (!map)
3297                 return NULL;
3298         if (n == 0)
3299                 return map;
3300
3301         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3302                 goto error);
3303
3304         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3305                 return map;
3306
3307         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3308
3309         map = isl_map_cow(map);
3310         if (!map)
3311                 return NULL;
3312
3313         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3314         if (!map->dim)
3315                 goto error;
3316
3317         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3318                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3319                                                 dst_type, dst_pos,
3320                                                 src_type, src_pos, n);
3321                 if (!map->p[i])
3322                         goto error;
3323         }
3324
3325         return map;
3326 error:
3327         isl_map_free(map);
3328         return NULL;
3329 }
3330
3331 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3332  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3333  * That's the responsibility of the caller.
3334  */
3335 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3336         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3337 {
3338         struct isl_dim_map *dim_map;
3339         struct isl_basic_map *res;
3340         enum isl_dim_type t;
3341         unsigned total, off;
3342
3343         if (!bmap)
3344                 return NULL;
3345         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3346                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3347                 return bmap;
3348
3349         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3350         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3351
3352         off = 0;
3353         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3354                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3355                 if (t == type) {
3356                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3357                                             0, first, off);
3358                         off += first;
3359                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3360                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3361                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3362                                             first + n, size - (first + n), off);
3363                         off += size - (first + n);
3364                 } else {
3365                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3366                         off += size;
3367                 }
3368         }
3369         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3370
3371         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3372                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3373         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3374         return res;
3375 }
3376
3377 /* Insert "n" rows in the divs of "bmap".
3378  *
3379  * The number of columns is not changed, which means that the last
3380  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the new divs.
3381  * The space of "bmap" is not adjusted, however, which means
3382  * that "bmap" is left in an inconsistent state.  Removing "n" dimensions
3383  * from the space of "bmap" is the responsibility of the caller.
3384  */
3385 static __isl_give isl_basic_map *insert_div_rows(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3386         int n)
3387 {
3388         int i;
3389         size_t row_size;
3390         isl_int **new_div;
3391         isl_int *old;
3392
3393         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3394         if (!bmap)
3395                 return NULL;
3396
3397         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3398         old = bmap->block2.data;
3399         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3400                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3401         if (!bmap->block2.data)
3402                 return isl_basic_map_free(bmap);
3403         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3404         if (!new_div)
3405                 return isl_basic_map_free(bmap);
3406         for (i = 0; i < n; ++i) {
3407                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3408                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3409                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3410         }
3411         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3412                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3413         free(bmap->div);
3414         bmap->div = new_div;
3415         bmap->n_div += n;
3416         bmap->extra += n;
3417
3418         return bmap;
3419 }
3420
3421 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3422  * into existentially quantified variables.
3423  */
3424 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3425                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3426                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3427 {
3428         if (n == 0)
3429                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3430
3431         if (!bmap)
3432                 return NULL;
3433
3434         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3435                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3436
3437         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3438                         goto error);
3439
3440         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3441         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3442         bmap = insert_div_rows(bmap, n);
3443         if (!bmap)
3444                 return NULL;
3445
3446         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3447         if (!bmap->dim)
3448                 goto error;
3449         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3450         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3451         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3452 error:
3453         isl_basic_map_free(bmap);
3454         return NULL;
3455 }
3456
3457 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3458  * into existentially quantified variables.
3459  */
3460 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3461                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3462 {
3463         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3464                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3465 }
3466
3467 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3468  * into existentially quantified variables.
3469  */
3470 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3471                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3472 {
3473         int i;
3474
3475         if (!map)
3476                 return NULL;
3477
3478         if (n == 0)
3479                 return map_space_reset(map, type);
3480
3481         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3482
3483         map = isl_map_cow(map);
3484         if (!map)
3485                 return NULL;
3486
3487         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3488         if (!map->dim)
3489                 goto error;
3490
3491         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3492                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3493                 if (!map->p[i])
3494                         goto error;
3495         }
3496
3497         return map;
3498 error:
3499         isl_map_free(map);
3500         return NULL;
3501 }
3502
3503 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3504  * into existentially quantified variables.
3505  */
3506 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3507                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3508 {
3509         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3510 }
3511
3512 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3513 {
3514         int i, j;
3515
3516         for (i = 0; i < n; ++i) {
3517                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3518                 if (j < 0)
3519                         goto error;
3520                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3521         }
3522         return bmap;
3523 error:
3524         isl_basic_map_free(bmap);
3525         return NULL;
3526 }
3527
3528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3529                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3530 {
3531         isl_space *dim_result = NULL;
3532         struct isl_basic_map *bmap;
3533         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3534         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3535
3536         if (!bmap1 || !bmap2)
3537                 goto error;
3538
3539         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3540                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3541
3542         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3543         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3544         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3545         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3546
3547         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3548         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3549         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3550         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3551         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3552         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3553         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3554         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3555         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3556         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3557         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3558
3559         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3560                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3561                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3562                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3563         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3564         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3565         bmap = add_divs(bmap, n);
3566         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3567         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3568         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3569 error:
3570         isl_basic_map_free(bmap1);
3571         isl_basic_map_free(bmap2);
3572         return NULL;
3573 }
3574
3575 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3576                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3577 {
3578         if (!bset || !bmap)
3579                 goto error;
3580
3581         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3582                     goto error);
3583
3584         return (struct isl_basic_set *)
3585                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3586 error:
3587         isl_basic_set_free(bset);
3588         isl_basic_map_free(bmap);
3589         return NULL;
3590 }
3591
3592 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3593                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3594 {
3595         if (!bmap1 || !bmap2)
3596                 goto error;
3597
3598         isl_assert(bmap1->ctx,
3599             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3600         isl_assert(bmap1->ctx,
3601             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3602             goto error);
3603
3604         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3605         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3606         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3607 error:
3608         isl_basic_map_free(bmap1);
3609         isl_basic_map_free(bmap2);
3610         return NULL;
3611 }
3612
3613 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3614  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3615  */
3616 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3617                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3618 {
3619         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3620         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3621         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3622         int i;
3623
3624         if (!bmap1 || !bmap2)
3625                 goto error;
3626
3627         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3628                 goto error);
3629
3630         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3631         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3632         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3633
3634         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3635         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3636         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3637         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3638         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3639         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3640         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3641         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3642         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3643         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3644         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3645
3646         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3647                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3648                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3649                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3650         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3651                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3652                 if (j < 0)
3653                         goto error;
3654                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3655                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3656                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3657                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3658         }
3659         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3660         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3661         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3662
3663         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3665 error:
3666         isl_basic_map_free(bmap);
3667         isl_basic_map_free(bmap1);
3668         isl_basic_map_free(bmap2);
3669         return NULL;
3670 }
3671
3672 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3673  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3674  */
3675 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3676 {
3677         struct isl_map *result;
3678         int i, j;
3679
3680         if (!map1 || !map2)
3681                 goto error;
3682
3683         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3684
3685         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3686                                 map1->n * map2->n, 0);
3687         if (!result)
3688                 goto error;
3689         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3690                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3691                         struct isl_basic_map *part;
3692                         part = isl_basic_map_sum(
3693                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3694                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3695                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3696                                 isl_basic_map_free(part);
3697                         else
3698                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3699                         if (!result)
3700                                 goto error;
3701                 }
3702         isl_map_free(map1);
3703         isl_map_free(map2);
3704         return result;
3705 error:
3706         isl_map_free(map1);
3707         isl_map_free(map2);
3708         return NULL;
3709 }
3710
3711 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3712         __isl_take isl_set *set2)
3713 {
3714         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3715 }
3716
3717 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3718  */
3719 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3720 {
3721         int i, j;
3722         unsigned off, n;
3723
3724         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3725         if (!bmap)
3726                 return NULL;
3727
3728         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3729         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3730         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3731                 for (j = 0; j < n; ++j)
3732                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3733         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3734                 for (j = 0; j < n; ++j)
3735                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3736         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3737                 for (j = 0; j < n; ++j)
3738                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3739         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3740         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3741 }
3742
3743 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3744 {
3745         return isl_basic_map_neg(bset);
3746 }
3747
3748 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3749  */
3750 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3751 {
3752         int i;
3753
3754         map = isl_map_cow(map);
3755         if (!map)
3756                 return NULL;
3757
3758         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3759                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3760                 if (!map->p[i])
3761                         goto error;
3762         }
3763
3764         return map;
3765 error:
3766         isl_map_free(map);
3767         return NULL;
3768 }
3769
3770 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3771 {
3772         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3773 }
3774
3775 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3776  * A -> floor(f(A)/d).
3777  */
3778 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3779                 isl_int d)
3780 {
3781         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3782         struct isl_basic_map *result = NULL;
3783         struct isl_dim_map *dim_map;
3784         int i;
3785
3786         if (!bmap)
3787                 return NULL;
3788
3789         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3790         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3791         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3792
3793         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3794         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3795         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3796         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3797         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3798         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3799
3800         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3801                         bmap->n_div + n_out,
3802                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3803         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3804         result = add_divs(result, n_out);
3805         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3806                 int j;
3807                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3808                 if (j < 0)
3809                         goto error;
3810                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3811                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3812                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3813                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3814                 if (j < 0)
3815                         goto error;
3816                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3817                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3818                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3819                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3820         }
3821
3822         result = isl_basic_map_simplify(result);
3823         return isl_basic_map_finalize(result);
3824 error:
3825         isl_basic_map_free(result);
3826         return NULL;
3827 }
3828
3829 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3830  * A -> floor(f(A)/d).
3831  */
3832 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3833 {
3834         int i;
3835
3836         map = isl_map_cow(map);
3837         if (!map)
3838                 return NULL;
3839
3840         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3841         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3842         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3843                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3844                 if (!map->p[i])
3845                         goto error;
3846         }
3847
3848         return map;
3849 error:
3850         isl_map_free(map);
3851         return NULL;
3852 }
3853
3854 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3855 {
3856         int i;
3857         unsigned nparam;
3858         unsigned n_in;
3859
3860         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3861         if (i < 0)
3862                 goto error;
3863         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3864         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3865         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3866         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3867         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3868         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3869 error:
3870         isl_basic_map_free(bmap);
3871         return NULL;
3872 }
3873
3874 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3875  */
3876 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3877 {
3878         int i;
3879         unsigned nparam;
3880         unsigned n_in;
3881
3882         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3883         if (i < 0)
3884                 goto error;
3885         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3886         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3887         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3888         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3889         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3890         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3891         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3892 error:
3893         isl_basic_map_free(bmap);
3894         return NULL;
3895 }
3896
3897 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3898  */
3899 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3900         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3901 {
3902         int i;
3903         unsigned nparam;
3904         unsigned n_in;
3905
3906         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3907         if (i < 0)
3908                 goto error;
3909         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3910         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3911         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3912         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3913         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3914         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3915 error:
3916         isl_basic_map_free(bmap);
3917         return NULL;
3918 }
3919
3920 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3921  */
3922 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3923 {
3924         int i;
3925         unsigned nparam;
3926         unsigned n_in;
3927
3928         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3929         if (i < 0)
3930                 goto error;
3931         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3932         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3933         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3934         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3935         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3936         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3937         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3938 error:
3939         isl_basic_map_free(bmap);
3940         return NULL;
3941 }
3942
3943 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3944  */
3945 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3946         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3947 {
3948         int i;
3949         unsigned nparam;
3950         unsigned n_in;
3951
3952         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3953         if (i < 0)
3954                 goto error;
3955         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3956         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3957         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3958         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3959         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3960         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3961 error:
3962         isl_basic_map_free(bmap);
3963         return NULL;
3964 }
3965
3966 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3967         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3968 {
3969         int i;
3970         struct isl_basic_map *bmap;
3971         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3972         if (!bmap)
3973                 return NULL;
3974         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3975                 bmap = var_equal(bmap, i);
3976         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3977 }
3978
3979 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3980  */
3981 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3982         unsigned pos)
3983 {
3984         int i;
3985         struct isl_basic_map *bmap;
3986         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3987         if (!bmap)
3988                 return NULL;
3989         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3990                 bmap = var_equal(bmap, i);
3991         if (bmap)
3992                 bmap = var_less(bmap, pos);
3993         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3994 }
3995
3996 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3997  */
3998 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3999         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4000 {
4001         int i;
4002         isl_basic_map *bmap;
4003
4004         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4005         for (i = 0; i < pos; ++i)
4006                 bmap = var_equal(bmap, i);
4007         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
4008         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4009 }
4010
4011 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
4012  */
4013 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
4014         unsigned pos)
4015 {
4016         int i;
4017         struct isl_basic_map *bmap;
4018         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4019         if (!bmap)
4020                 return NULL;
4021         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
4022                 bmap = var_equal(bmap, i);
4023         if (bmap)
4024                 bmap = var_more(bmap, pos);
4025         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4026 }
4027
4028 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
4029  */
4030 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
4031         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4032 {
4033         int i;
4034         isl_basic_map *bmap;
4035
4036         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4037         for (i = 0; i < pos; ++i)
4038                 bmap = var_equal(bmap, i);
4039         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4040         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4041 }
4042
4043 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4044         unsigned n, int equal)
4045 {
4046         struct isl_map *map;
4047         int i;
4048
4049         if (n == 0 && equal)
4050                 return isl_map_universe(dims);
4051
4052         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4053
4054         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4055                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4056                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4057         if (n > 0) {
4058                 if (equal)
4059                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4060                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4061                 else
4062                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4063                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4064         } else
4065                 isl_space_free(dims);
4066
4067         return map;
4068 }
4069
4070 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4071 {
4072         if (!dims)
4073                 return NULL;
4074         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4075 }
4076
4077 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4078 {
4079         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4080 }
4081
4082 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4083 {
4084         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4085 }
4086
4087 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4088 {
4089         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4090 }
4091
4092 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4093 {
4094         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4095 }
4096
4097 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4098         unsigned n, int equal)
4099 {
4100         struct isl_map *map;
4101         int i;
4102
4103         if (n == 0 && equal)
4104                 return isl_map_universe(dims);
4105
4106         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4107
4108         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4109                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4110                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4111         if (n > 0) {
4112                 if (equal)
4113                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4114                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4115                 else
4116                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4117                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4118         } else
4119                 isl_space_free(dims);
4120
4121         return map;
4122 }
4123
4124 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4125 {
4126         if (!dims)
4127                 return NULL;
4128         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4129 }
4130
4131 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4132 {
4133         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4134 }
4135
4136 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4137 {
4138         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4139 }
4140
4141 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4142 {
4143         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4144 }
4145
4146 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4147 {
4148         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4149 }
4150
4151 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4152         __isl_take isl_set *set2)
4153 {
4154         isl_map *map;
4155         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4156         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4157         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4158         return map;
4159 }
4160
4161 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4162         __isl_take isl_set *set2)
4163 {
4164         isl_map *map;
4165         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4166         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4167         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4168         return map;
4169 }
4170
4171 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4172         __isl_take isl_set *set2)
4173 {
4174         isl_map *map;
4175         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4176         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4177         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4178         return map;
4179 }
4180
4181 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4182         __isl_take isl_set *set2)
4183 {
4184         isl_map *map;
4185         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4186         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4187         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4188         return map;
4189 }
4190
4191 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4192         __isl_take isl_map *map2)
4193 {
4194         isl_map *map;
4195         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4196         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4197         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4198         return map;
4199 }
4200
4201 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4202         __isl_take isl_map *map2)
4203 {
4204         isl_map *map;
4205         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4206         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4207         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4208         return map;
4209 }
4210
4211 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4212         __isl_take isl_map *map2)
4213 {
4214         isl_map *map;
4215         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4216         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4217         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4218         return map;
4219 }
4220
4221 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4222         __isl_take isl_map *map2)
4223 {
4224         isl_map *map;
4225         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4226         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4227         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4228         return map;
4229 }
4230
4231 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4232         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4233 {
4234         struct isl_basic_map *bmap;
4235
4236         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4237         if (!bset || !dim)
4238                 goto error;
4239
4240         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4241         isl_space_free(bset->dim);
4242         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4243         bmap->dim = dim;
4244         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4245 error:
4246         isl_basic_set_free(bset);
4247         isl_space_free(dim);
4248         return NULL;
4249 }
4250
4251 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4252 {
4253         if (!bmap)
4254                 goto error;
4255         if (bmap->dim->n_in == 0)
4256                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4257         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4258         if (!bmap)
4259                 goto error;
4260         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4261         if (!bmap->dim)
4262                 goto error;
4263         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4264         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4265 error:
4266         isl_basic_map_free(bmap);
4267         return NULL;
4268 }
4269
4270 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4271  *
4272  *              f - m d >= 0
4273  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4274  *
4275  * Note that the second constraint is the negation of
4276  *
4277  *              f - m d >= n
4278  */
4279 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4280         unsigned pos, isl_int *div)
4281 {
4282         int i, j;
4283         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4284
4285         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4286         if (i < 0)
4287                 return -1;
4288         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4289         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4290
4291         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4292         if (j < 0)
4293                 return -1;
4294         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4295         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4296         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4297         return j;
4298 }
4299
4300 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4301         unsigned pos, isl_int *div)
4302 {
4303         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4304                                                         pos, div);
4305 }
4306
4307 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4308 {
4309         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4310         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4311
4312         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4313                                                         bmap->div[div]);
4314 }
4315
4316 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4317 {
4318         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4319 }
4320
4321 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4322                 struct isl_basic_map *bmap)
4323 {
4324         if (!bmap)
4325                 goto error;
4326         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4327             bmap->n_div == 0 &&
4328             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4329             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4330                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4331         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4332         if (!bmap)
4333                 goto error;
4334         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4335         if (!bmap->dim)
4336                 goto error;
4337         bmap->extra -= bmap->n_div;
4338         bmap->n_div = 0;
4339         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4340         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4341 error:
4342         isl_basic_map_free(bmap);
4343         return NULL;
4344 }
4345
4346 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4347                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4348 {
4349         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4350 }
4351
4352 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4353         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4354 {
4355         struct isl_basic_map *bmap;
4356         struct isl_ctx *ctx;
4357         unsigned total;
4358         int i;
4359
4360         if (!bset || !like)
4361                 goto error;
4362         ctx = bset->ctx;
4363         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4364         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4365         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4366                         goto error);
4367         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4368                 isl_basic_map_free(like);
4369                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4370         }
4371         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4372         if (!bset)
4373                 goto error;
4374         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4375         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4376         isl_space_free(bmap->dim);
4377         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4378         if (!bmap->dim)
4379                 goto error;
4380         bmap->n_div = like->n_div;
4381         bmap->extra += like->n_div;
4382         if (bmap->extra) {
4383                 unsigned ltotal;
4384                 isl_int **div;
4385                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4386                 if (ltotal > total)
4387                         ltotal = total;
4388                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4389                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4390                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4391                         goto error;
4392                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4393                 if (!div)
4394                         goto error;
4395                 bmap->div = div;
4396                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4397                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4398                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4399                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4400                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4401                 }
4402                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4403                                                         0, 2 * like->n_div);
4404                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4405                         if (!bmap)
4406                                 break;
4407                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4408                                 continue;
4409                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4410                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4411                 }
4412         }
4413         isl_basic_map_free(like);
4414         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4415         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4416         return bmap;
4417 error:
4418         isl_basic_map_free(like);
4419         isl_basic_set_free(bset);
4420         return NULL;
4421 }
4422
4423 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4424         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4425 {
4426         return (struct isl_basic_set *)
4427                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4428 }
4429
4430 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4431         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4432 {
4433         int i;
4434
4435         if (!set || !like)
4436                 goto error;
4437         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4438                     goto error);
4439         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4440                 isl_basic_set_free(like);
4441                 return set;
4442         }
4443         set = isl_set_cow(set);
4444         if (!set)
4445                 goto error;
4446         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4447                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4448                                                       isl_basic_set_copy(like));
4449                 if (!set->p[i])
4450                         goto error;
4451         }
4452         isl_space_free(set->dim);
4453         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4454         if (!set->dim)
4455                 goto error;
4456         isl_basic_set_free(like);
4457         return set;
4458 error:
4459         isl_basic_set_free(like);
4460         isl_set_free(set);
4461         return NULL;
4462 }
4463
4464 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4465 {
4466         int i;
4467
4468         map = isl_map_cow(map);
4469         if (!map)
4470                 return NULL;
4471         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4472         if (!map->dim)
4473                 goto error;
4474
4475         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4476                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4477                                 goto error);
4478         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4479                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4480                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4481                 if (!map->p[i])
4482                         goto error;
4483         }
4484         if (map->n == 0)
4485                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4486         else {
4487                 isl_space_free(map->dim);
4488                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4489         }
4490         if (!map->dim)
4491                 goto error;
4492         return (struct isl_set *)map;
4493 error:
4494         isl_map_free(map);
4495         return NULL;
4496 }
4497
4498 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4499 {
4500         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4501 }
4502
4503 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4504         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4505 {
4506         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4507         if (!bmap || !dim)
4508                 goto error;
4509
4510         isl_space_free(bmap->dim);
4511         bmap->dim = dim;
4512
4513         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4514
4515         return bmap;
4516 error:
4517         isl_basic_map_free(bmap);
4518         isl_space_free(dim);
4519         return NULL;
4520 }
4521
4522 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4523         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4524 {
4525         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4526                                                         dim);
4527 }
4528
4529 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4530         __isl_take isl_space *dim)
4531 {
4532         int i;
4533
4534         map = isl_map_cow(map);
4535         if (!map || !dim)
4536                 goto error;
4537
4538         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4539                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4540                                                     isl_space_copy(dim));
4541                 if (!map->p[i])
4542                         goto error;
4543         }
4544         isl_space_free(map->dim);
4545         map->dim = dim;
4546
4547         return map;
4548 error:
4549         isl_map_free(map);
4550         isl_space_free(dim);
4551         return NULL;
4552 }
4553
4554 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4555         __isl_take isl_space *dim)
4556 {
4557         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4558 }
4559
4560 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4561  */
4562 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4563 {
4564         isl_space *space;
4565         unsigned n;
4566
4567         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4568                 return bset;
4569
4570         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4571         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4572         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4573         space = isl_space_params(space);
4574         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4575         return bset;
4576 }
4577
4578 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4579  */
4580 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4581         __isl_take isl_basic_set *bset)
4582 {
4583         isl_space *space;
4584         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4585         space = isl_space_set_from_params(space);
4586         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4587         return bset;
4588 }
4589
4590 /* Compute the parameter domain of the given set.
4591  */
4592 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4593 {
4594         isl_space *space;
4595         unsigned n;
4596
4597         if (isl_set_is_params(set))
4598                 return set;
4599
4600         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4601         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4602         space = isl_set_get_space(set);
4603         space = isl_space_params(space);
4604         set = isl_set_reset_space(set, space);
4605         return set;
4606 }
4607
4608 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4609  */
4610 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4611 {
4612         isl_space *space;
4613         space = isl_set_get_space(set);
4614         space = isl_space_set_from_params(space);
4615         set = isl_set_reset_space(set, space);
4616         return set;
4617 }
4618
4619 /* Compute the parameter domain of the given map.
4620  */
4621 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4622 {
4623         isl_space *space;
4624         unsigned n;
4625
4626         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4627         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4628         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4629         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4630         space = isl_map_get_space(map);
4631         space = isl_space_params(space);
4632         map = isl_map_reset_space(map, space);
4633         return map;
4634 }
4635
4636 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4637 {
4638         isl_space *dim;
4639         struct isl_basic_set *domain;
4640         unsigned n_in;
4641         unsigned n_out;
4642
4643         if (!bmap)
4644                 return NULL;
4645         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4646
4647         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4648         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4649         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4650         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4651
4652         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4653
4654         return domain;
4655 }
4656
4657 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4658 {
4659         if (!bmap)
4660                 return -1;
4661         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4662 }
4663
4664 /* Is this basic map actually a set?
4665  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4666  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4667  */
4668 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4669 {
4670         if (!bmap)
4671                 return -1;
4672         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4673 }
4674
4675 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4676 {
4677         if (!bmap)
4678                 return NULL;
4679         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4680                 return bmap;
4681         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4682 }
4683
4684 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4685         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4686 {
4687         int i, k;
4688         isl_space *dim;
4689         isl_basic_map *domain;
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_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4698         domain = 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, domain);
4702         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4703
4704         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4705
4706         for (i = 0; i < n_in; ++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 + 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 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4723         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4724 {
4725         int i, k;
4726         isl_space *dim;
4727         isl_basic_map *range;
4728         int nparam, n_in, n_out;
4729         unsigned total;
4730
4731         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4732         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4733         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4734
4735         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4736         range = isl_basic_map_universe(dim);
4737
4738         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4739         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4740         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4741
4742         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4743
4744         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4745                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4746                 if (k < 0)
4747                         goto error;
4748                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4749                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4750                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4751         }
4752
4753         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4754         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4755 error:
4756         isl_basic_map_free(bmap);
4757         return NULL;
4758 }
4759
4760 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4761 {
4762         if (!map)
4763                 return -1;
4764         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4765 }
4766
4767 /* Is this map actually a set?
4768  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4769  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4770  */
4771 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4772 {
4773         if (!map)
4774                 return -1;
4775         return isl_space_is_set(map->dim);
4776 }
4777
4778 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4779 {
4780         int i;
4781         struct isl_set *set;
4782
4783         if (!map)
4784                 goto error;
4785         if (isl_map_is_set(map))
4786                 return (isl_set *)map;
4787
4788         map = isl_map_cow(map);
4789         if (!map)
4790                 goto error;
4791
4792         set = (struct isl_set *) map;
4793         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4794         if (!set->dim)
4795                 goto error;
4796         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4797                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4798                 if (!set->p[i])
4799                         goto error;
4800         }
4801         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4802         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4803         return set;
4804 error:
4805         isl_map_free(map);
4806         return NULL;
4807 }
4808
4809 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4810 {
4811         int i;
4812         isl_space *domain_dim;
4813
4814         map = isl_map_cow(map);
4815         if (!map)
4816                 return NULL;
4817
4818         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4819         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4820         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4821         if (!map->dim)
4822                 goto error;
4823         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4824                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4825                 if (!map->p[i])
4826                         goto error;
4827         }
4828         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4829         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4830         return map;
4831 error:
4832         isl_map_free(map);
4833         return NULL;
4834 }
4835
4836 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4837 {
4838         int i;
4839         isl_space *range_dim;
4840
4841         map = isl_map_cow(map);
4842         if (!map)
4843                 return NULL;
4844
4845         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4846         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4847         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4848         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4849         if (!map->dim)
4850                 goto error;
4851         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4852                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4853                 if (!map->p[i])
4854                         goto error;
4855         }
4856         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4857         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4858         return map;
4859 error:
4860         isl_map_free(map);
4861         return NULL;
4862 }
4863
4864 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4865         __isl_take isl_space *dim)
4866 {
4867         int i;
4868         struct isl_map *map = NULL;
4869
4870         set = isl_set_cow(set);
4871         if (!set || !dim)
4872                 goto error;
4873         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4874         map = (struct isl_map *)set;
4875         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4876                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4877                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4878                 if (!map->p[i])
4879                         goto error;
4880         }
4881         isl_space_free(map->dim);
4882         map->dim = dim;
4883         return map;
4884 error:
4885         isl_space_free(dim);
4886         isl_set_free(set);
4887         return NULL;
4888 }
4889
4890 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4891         __isl_take isl_basic_set *bset)
4892 {
4893         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4894 }
4895
4896 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4897         __isl_take isl_basic_set *bset)
4898 {
4899         isl_space *space;
4900         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4901         space = isl_space_from_range(space);
4902         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4903         return (isl_basic_map *)bset;
4904 }
4905
4906 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4907 {
4908         isl_space *space;
4909         space = isl_set_get_space(set);
4910         space = isl_space_from_range(space);
4911         set = isl_set_reset_space(set, space);
4912         return (struct isl_map *)set;
4913 }
4914
4915 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4916 {
4917         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4918 }
4919
4920 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4921         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4922 {
4923         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4924 }
4925
4926 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4927         __isl_take isl_set *range)
4928 {
4929         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4930 }
4931
4932 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4933 {
4934         int i;
4935         struct isl_set *set = NULL;
4936
4937         if (!map)
4938                 return NULL;
4939         map = isl_map_cow(map);
4940         if (!map)
4941                 return NULL;
4942         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4943         if (!map->dim)
4944                 goto error;
4945         set = (struct isl_set *)map;
4946         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4947                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4948                 if (!set->p[i])
4949                         goto error;
4950         }
4951         return set;
4952 error:
4953         isl_map_free(map);
4954         return NULL;
4955 }
4956
4957 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4958         unsigned flags)
4959 {
4960         struct isl_map *map;
4961
4962         if (!dim)
4963                 return NULL;
4964         if (n < 0)
4965                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4966                         "negative number of basic maps", goto error);
4967         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4968                         sizeof(struct isl_map) +
4969                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4970         if (!map)
4971                 goto error;
4972
4973         map->ctx = dim->ctx;
4974         isl_ctx_ref(map->ctx);
4975         map->ref = 1;
4976         map->size = n;
4977         map->n = 0;
4978         map->dim = dim;
4979         map->flags = flags;
4980         return map;
4981 error:
4982         isl_space_free(dim);
4983         return NULL;
4984 }
4985
4986 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4987                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4988                 unsigned flags)
4989 {
4990         struct isl_map *map;
4991         isl_space *dims;
4992
4993         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4994         if (!dims)
4995                 return NULL;
4996
4997         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4998         return map;
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5002 {
5003         struct isl_basic_map *bmap;
5004         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5005         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5006         return bmap;
5007 }
5008
5009 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5010 {
5011         struct isl_basic_set *bset;
5012         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5013         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5014         return bset;
5015 }
5016
5017 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
5018 {
5019         struct isl_basic_map *bmap;
5020         if (!model)
5021                 return NULL;
5022         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5023         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5024         return bmap;
5025 }
5026
5027 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
5028 {
5029         struct isl_basic_map *bmap;
5030         if (!model)
5031                 return NULL;
5032         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5033         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5034         return bmap;
5035 }
5036
5037 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5038 {
5039         struct isl_basic_set *bset;
5040         if (!model)
5041                 return NULL;
5042         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5043         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5044         return bset;
5045 }
5046
5047 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5048 {
5049         struct isl_basic_map *bmap;
5050         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5051         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5052         return bmap;
5053 }
5054
5055 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5056 {
5057         struct isl_basic_set *bset;
5058         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5059         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5060         return bset;
5061 }
5062
5063 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5064 {
5065         int i;
5066         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5067         isl_basic_map *bmap;
5068
5069         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5070         for (i = 0; i < total; ++i) {
5071                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5072                 if (k < 0)
5073                         goto error;
5074                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5075                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5076         }
5077         return bmap;
5078 error:
5079         isl_basic_map_free(bmap);
5080         return NULL;
5081 }
5082
5083 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5084 {
5085         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5086 }
5087
5088 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5089 {
5090         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5091 }
5092
5093 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5094 {
5095         return isl_map_nat_universe(dim);
5096 }
5097
5098 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5099                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5100 {
5101         if (!model)
5102                 return NULL;
5103         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5104 }
5105
5106 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5107 {
5108         if (!model)
5109                 return NULL;
5110         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5111 }
5112
5113 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5114         __isl_keep isl_set *model)
5115 {
5116         if (!model)
5117                 return NULL;
5118         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5119 }
5120
5121 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5122 {
5123         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5124 }
5125
5126 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5127 {
5128         if (!model)
5129                 return NULL;
5130         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5131 }
5132
5133 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5134 {
5135         if (!model)
5136                 return NULL;
5137         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5138 }
5139
5140 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5141 {
5142         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5143 }
5144
5145 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5146 {
5147         if (!model)
5148                 return NULL;
5149         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5150 }
5151
5152 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5153 {
5154         struct isl_map *map;
5155         if (!dim)
5156                 return NULL;
5157         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5158         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5159         return map;
5160 }
5161
5162 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5163 {
5164         struct isl_set *set;
5165         if (!dim)
5166                 return NULL;
5167         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5168         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5169         return set;
5170 }
5171
5172 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5173 {
5174         if (!model)
5175                 return NULL;
5176         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5177 }
5178
5179 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5180 {
5181         int i;
5182         struct isl_map *dup;
5183
5184         if (!map)
5185                 return NULL;
5186         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5187         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5188                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5189         return dup;
5190 }
5191
5192 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5193                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5194 {
5195         if (!bmap || !map)
5196                 goto error;
5197         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5198                 isl_basic_map_free(bmap);
5199                 return map;
5200         }
5201         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5202         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5203         map->p[map->n] = bmap;
5204         map->n++;
5205         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5206         return map;
5207 error:
5208         if (map)
5209                 isl_map_free(map);
5210         if (bmap)
5211                 isl_basic_map_free(bmap);
5212         return NULL;
5213 }
5214
5215 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5216 {
5217         int i;
5218
5219         if (!map)
5220                 return NULL;
5221
5222         if (--map->ref > 0)
5223                 return NULL;
5224
5225         isl_ctx_deref(map->ctx);
5226         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5227                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5228         isl_space_free(map->dim);
5229         free(map);
5230
5231         return NULL;
5232 }
5233
5234 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5235                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5236 {
5237         int i;
5238
5239         base = isl_map_cow(base);
5240         if (!base)
5241                 return NULL;
5242
5243         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5244         if (!base->dim)
5245                 goto error;
5246         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5247                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5248                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5249                 if (!base->p[i])
5250                         goto error;
5251         }
5252         return base;
5253 error:
5254         isl_map_free(base);
5255         return NULL;
5256 }
5257
5258 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5259                 unsigned nparam, unsigned dim)
5260 {
5261         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5262                                                         nparam, 0, dim);
5263 }
5264
5265 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5266         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5267 {
5268         int j;
5269
5270         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5271         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5272         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5273         if (j < 0)
5274                 goto error;
5275         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5276         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5277         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5278         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5279         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5280 error:
5281         isl_basic_map_free(bmap);
5282         return NULL;
5283 }
5284
5285 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5286         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5287 {
5288         int j;
5289
5290         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5291         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5292         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5293         if (j < 0)
5294                 goto error;
5295         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5296         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5297         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5298         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5299         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5300 error:
5301         isl_basic_map_free(bmap);
5302         return NULL;
5303 }
5304
5305 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5306                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5307 {
5308         if (!bmap)
5309                 return NULL;
5310         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5311         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5312                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5313 error:
5314         isl_basic_map_free(bmap);
5315         return NULL;
5316 }
5317
5318 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5319                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5320 {
5321         if (!bmap)
5322                 return NULL;
5323         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5324         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5325                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5326 error:
5327         isl_basic_map_free(bmap);
5328         return NULL;
5329 }
5330
5331 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5332                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5333 {
5334         return (struct isl_basic_set *)
5335                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5336                                         type, pos, value);
5337 }
5338
5339 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5340                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5341 {
5342         return (struct isl_basic_set *)
5343                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5344                                         type, pos, value);
5345 }
5346
5347 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5348                 unsigned input, int value)
5349 {
5350         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5351 }
5352
5353 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5354                 unsigned dim, int value)
5355 {
5356         return (struct isl_basic_set *)
5357                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5358                                         isl_dim_set, dim, value);
5359 }
5360
5361 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5362 {
5363         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5364
5365         if (empty < 0)
5366                 return -1;
5367         if (!empty)
5368                 return 0;
5369
5370         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5371         if (i != map->n - 1) {
5372                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5373                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5374         }
5375         map->n--;
5376
5377         return 0;
5378 }
5379
5380 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5381  * the only reference to "map".
5382  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5383  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5384  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5385  * in case anything goes wrong.
5386  */
5387 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5388         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5389 {
5390         struct isl_basic_map *bmap;
5391         int i;
5392
5393         if (!map)
5394                 return NULL;
5395
5396         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5397                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5398                 bmap = fn(bmap);
5399                 if (!bmap)
5400                         goto error;
5401                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5402                 map->p[i] = bmap;
5403                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5404                         goto error;
5405         }
5406
5407         return map;
5408 error:
5409         isl_map_free(map);
5410         return NULL;
5411 }
5412
5413 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5414                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5415 {
5416         int i;
5417
5418         map = isl_map_cow(map);
5419         if (!map)
5420                 return NULL;
5421
5422         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5423         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5424                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5425                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5426                         goto error;
5427         }
5428         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5429         return map;
5430 error:
5431         isl_map_free(map);
5432         return NULL;
5433 }
5434
5435 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5436                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5437 {
5438         return (struct isl_set *)
5439                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5440 }
5441
5442 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5443                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5444 {
5445         int i;
5446
5447         map = isl_map_cow(map);
5448         if (!map)
5449                 return NULL;
5450
5451         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5452         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5453                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5454                 if (!map->p[i])
5455                         goto error;
5456         }
5457         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5458         return map;
5459 error:
5460         isl_map_free(map);
5461         return NULL;
5462 }
5463
5464 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5465                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5466 {
5467         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5468 }
5469
5470 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5471                 unsigned input, int value)
5472 {
5473         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5474 }
5475
5476 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5477 {
5478         return (struct isl_set *)
5479                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5480 }
5481
5482 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5483         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5484         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5485 {
5486         int j;
5487
5488         if (!bmap)
5489                 return NULL;
5490         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5491         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5492         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5493         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5494         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5495         if (j < 0)
5496                 goto error;
5497         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5498         if (upper) {
5499                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5500                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5501         } else {
5502                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5503                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5504         }
5505         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5506         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5507 error:
5508         isl_basic_map_free(bmap);
5509         return NULL;
5510 }
5511
5512 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5513         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5514         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5515 {
5516         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5517 }
5518
5519 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5520  */
5521 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5522         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5523         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5524 {
5525         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5526 }
5527
5528 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5529         unsigned dim, isl_int value)
5530 {
5531         int j;
5532
5533         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5534         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5535         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5536         if (j < 0)
5537                 goto error;
5538         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5539         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5540         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5541         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5542         return isl_basic_set_finalize(bset);
5543 error:
5544         isl_basic_set_free(bset);
5545         return NULL;
5546 }
5547
5548 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5549         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5550 {
5551         int i;
5552
5553         map = isl_map_cow(map);
5554         if (!map)
5555                 return NULL;
5556
5557         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5558         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5559                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5560                                                  type, pos, value, upper);
5561                 if (!map->p[i])
5562                         goto error;
5563         }
5564         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5565         return map;
5566 error:
5567         isl_map_free(map);
5568         return NULL;
5569 }
5570
5571 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5572         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5573 {
5574         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5575 }
5576
5577 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5578         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5579 {
5580         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5581 }
5582
5583 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5584                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5585 {
5586         return (struct isl_set *)
5587                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5588 }
5589
5590 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5591         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5592 {
5593         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5594 }
5595
5596 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5597  * is set) to "value".
5598  */
5599 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5600         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5601         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5602 {
5603         int j;
5604
5605         if (!bmap)
5606                 return NULL;
5607         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5608                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5609                         "index out of bounds", goto error);
5610         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5611         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5612         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5613         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5614         if (j < 0)
5615                 goto error;
5616         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5617         if (upper) {
5618                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5619                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5620         } else {
5621                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5622                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5623         }
5624         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5625         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5626 error:
5627         isl_basic_map_free(bmap);
5628         return NULL;
5629 }
5630
5631 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5632  * is set) to "value".
5633  */
5634 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5635         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5636 {
5637         int i;
5638
5639         map = isl_map_cow(map);
5640         if (!map)
5641                 return NULL;
5642
5643         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5644                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5645                         "index out of bounds", goto error);
5646         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5647                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5648                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5649                         goto error;
5650         }
5651         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5652         return map;
5653 error:
5654         isl_map_free(map);
5655         return NULL;
5656 }
5657
5658 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5659         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5660 {
5661         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5662 }
5663
5664 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5665         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5666 {
5667         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5668 }
5669
5670 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5671         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5672 {
5673         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5674 }
5675
5676 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5677         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5678 {
5679         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5680 }
5681
5682 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5683                                         isl_int value)
5684 {
5685         int i;
5686
5687         set = isl_set_cow(set);
5688         if (!set)
5689                 return NULL;
5690
5691         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5692         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5693                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5694                 if (!set->p[i])
5695                         goto error;
5696         }
5697         return set;
5698 error:
5699         isl_set_free(set);
5700         return NULL;
5701 }
5702
5703 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5704 {
5705         int i;
5706
5707         map = isl_map_cow(map);
5708         if (!map)
5709                 return NULL;
5710
5711         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5712         if (!map->dim)
5713                 goto error;
5714         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5715                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5716                 if (!map->p[i])
5717                         goto error;
5718         }
5719         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5720         return map;
5721 error:
5722         isl_map_free(map);
5723         return NULL;
5724 }
5725
5726 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5727                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5728                 struct isl_set **empty, int max)
5729 {
5730         if (!bmap)
5731                 goto error;
5732         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5733                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5734         else
5735                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5736 error:
5737         isl_basic_map_free(bmap);
5738         isl_basic_set_free(dom);
5739         if (empty)
5740                 *empty = NULL;
5741         return NULL;
5742 }
5743
5744 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5745                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5746                 struct isl_set **empty)
5747 {
5748         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5749 }
5750
5751 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5752                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5753                 struct isl_set **empty)
5754 {
5755         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5756 }
5757
5758 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5759                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5760                 struct isl_set **empty)
5761 {
5762         return (struct isl_set *)
5763                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5764                         dom, empty);
5765 }
5766
5767 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5768                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5769                 struct isl_set **empty)
5770 {
5771         return (struct isl_set *)
5772                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5773                         dom, empty);
5774 }
5775
5776 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5777         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5778         __isl_give isl_set **empty)
5779 {
5780         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5781 }
5782
5783 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5784         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5785         __isl_give isl_set **empty)
5786 {
5787         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5788 }
5789
5790 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5791         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5792         __isl_give isl_set **empty)
5793 {
5794         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5795 }
5796
5797 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5798         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5799         __isl_give isl_set **empty)
5800 {
5801         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5802 }
5803
5804 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5805         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5806 {
5807         isl_basic_set *dom = NULL;
5808         isl_space *dom_space;
5809
5810         if (!bmap)
5811                 goto error;
5812         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5813         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5814         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5815 error:
5816         isl_basic_map_free(bmap);
5817         return NULL;
5818 }
5819
5820 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5821         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5822 {
5823         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5824 }
5825
5826 #undef TYPE
5827 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5828 #undef SUFFIX
5829 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5830 #undef EMPTY
5831 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5832 #undef ADD
5833 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5834 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5835
5836 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5837  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5838  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5839  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5840  *
5841  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5842  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5843  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5844  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5845  * update both "res" and "todo".
5846  */
5847 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5848         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5849         __isl_give isl_set **empty, int max)
5850 {
5851         int i;
5852         isl_pw_multi_aff *res;
5853         isl_set *todo;
5854
5855         if (!map || !dom)
5856                 goto error;
5857
5858         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5859                 if (empty)
5860                         *empty = dom;
5861                 else
5862                         isl_set_free(dom);
5863                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5864         }
5865
5866         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5867                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5868                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5869
5870         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5871                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5872                 isl_set *todo_i;
5873
5874                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5875                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5876                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5877
5878                 if (max)
5879                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5880                 else
5881                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5882
5883                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5884         }
5885
5886         isl_set_free(dom);
5887         isl_map_free(map);
5888
5889         if (empty)
5890                 *empty = todo;
5891         else
5892                 isl_set_free(todo);
5893
5894         return res;
5895 error:
5896         if (empty)
5897                 *empty = NULL;
5898         isl_set_free(dom);
5899         isl_map_free(map);
5900         return NULL;
5901 }
5902
5903 #undef TYPE
5904 #define TYPE    isl_map
5905 #undef SUFFIX
5906 #define SUFFIX
5907 #undef EMPTY
5908 #define EMPTY   isl_map_empty
5909 #undef ADD
5910 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5911 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5912
5913 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5914  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5915  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5916  *
5917  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5918  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5919  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5920  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5921  * update both "res" and "todo".
5922  *
5923  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5924  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5925  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5926  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5927  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5928  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5929  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5930  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5931  * for the ith basic map, i.e.,
5932  *
5933  *      todo^i = todo^k * todo_i
5934  *
5935  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5936  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5937  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5938  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5939  * the lexicographic order.)
5940  * In practice, we compute
5941  *
5942  *      res^k * (res_i . "<=")
5943  *
5944  * and
5945  *
5946  *      res_i * (res^k . "<")
5947  *
5948  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5949  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5950  * that one, i.e.,
5951  *
5952  *      res^k * todo_i
5953  * and
5954  *      res_i * todo^k
5955  *
5956  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5957  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5958  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5959  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5960  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5961  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5962  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5963  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5964  * the previous basic maps.
5965  */
5966 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5967                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5968                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5969 {
5970         int i;
5971         struct isl_map *res;
5972         struct isl_set *todo;
5973
5974         if (!map || !dom)
5975                 goto error;
5976
5977         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5978                 if (empty)
5979                         *empty = dom;
5980                 else
5981                         isl_set_free(dom);
5982                 return map;
5983         }
5984
5985         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5986                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5987
5988         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5989                 isl_map *lt, *le;
5990                 isl_map *res_i;
5991                 isl_set *todo_i;
5992                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5993
5994                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5995                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5996
5997                 if (max) {
5998                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5999                         le = isl_map_lex_le(dim);
6000                 } else {
6001                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
6002                         le = isl_map_lex_ge(dim);
6003                 }
6004                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
6005                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
6006                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
6007                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
6008
6009                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
6010                         res = isl_map_intersect_domain(res,
6011                                                         isl_set_copy(todo_i));
6012                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
6013                                                         isl_set_copy(todo));
6014                 }
6015
6016                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
6017                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
6018                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
6019
6020                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
6021         }
6022
6023         isl_set_free(dom);
6024         isl_map_free(map);
6025
6026         if (empty)
6027                 *empty = todo;
6028         else
6029                 isl_set_free(todo);
6030
6031         return res;
6032 error:
6033         if (empty)
6034                 *empty = NULL;
6035         isl_set_free(dom);
6036         isl_map_free(map);
6037         return NULL;
6038 }
6039
6040 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
6041                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6042                 __isl_give isl_set **empty)
6043 {
6044         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
6045 }
6046
6047 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6048                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6049                 __isl_give isl_set **empty)
6050 {
6051         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6052 }
6053
6054 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6055                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6056                 __isl_give isl_set **empty)
6057 {
6058         return (struct isl_set *)
6059                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6060                         dom, empty);
6061 }
6062
6063 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6064                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6065                 __isl_give isl_set **empty)
6066 {
6067         return (struct isl_set *)
6068                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6069                         dom, empty);
6070 }
6071
6072 /* Compute the lexicographic minimum (or maximum if "max" is set)
6073  * of "bmap" over its domain.
6074  *
6075  * Since we are not interested in the part of the domain space where
6076  * there is no solution, we initialize the domain to those constraints
6077  * of "bmap" that only involve the parameters and the input dimensions.
6078  * This relieves the parametric programming engine from detecting those
6079  * inequalities and transferring them to the context.  More importantly,
6080  * it ensures that those inequalities are transferred first and not
6081  * intermixed with inequalities that actually split the domain.
6082  */
6083 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6084 {
6085         int n_div;
6086         int n_out;
6087         isl_basic_map *copy;
6088         isl_basic_set *dom;
6089
6090         n_div = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_div);
6091         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6092         copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6093         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6094                                                         isl_dim_div, 0, n_div);
6095         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6096                                                         isl_dim_out, 0, n_out);
6097         dom = isl_basic_map_domain(copy);
6098         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6099 }
6100
6101 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6102 {
6103         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6104 }
6105
6106 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6107 {
6108         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6109 }
6110
6111 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6112 {
6113         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6114 }
6115
6116 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6117 {
6118         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6119 }
6120
6121 /* Extract the first and only affine expression from list
6122  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6123  * This domain is known to be disjoint from other domains
6124  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6125  */
6126 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6127         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6128 {
6129         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6130         isl_aff *aff;
6131         isl_pw_aff **pwaff = user;
6132         isl_pw_aff *pwaff_i;
6133
6134         if (!list)
6135                 goto error;
6136         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6137                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6138                         "expecting single element list", goto error);
6139
6140         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6141         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6142
6143         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6144
6145         isl_aff_list_free(list);
6146
6147         return 0;
6148 error:
6149         isl_basic_set_free(dom);
6150         isl_aff_list_free(list);
6151         return -1;
6152 }
6153
6154 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6155  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6156  *
6157  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6158  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6159  */
6160 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6161         int max)
6162 {
6163         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6164         isl_pw_aff *pwaff;
6165         int r;
6166
6167         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6168         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6169         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6170
6171         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6172         if (r < 0)
6173                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6174
6175         return pwaff;
6176 }
6177
6178 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6179  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6180  * but independently of the other output dimensions.
6181  *
6182  * We first project out the other output dimension and then compute
6183  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6184  * using isl_pw_aff_union_max.
6185  */
6186 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6187         int max)
6188 {
6189         int i;
6190         isl_pw_aff *pwaff;
6191         unsigned n_out;
6192
6193         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6194         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6195         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6196         if (!map)
6197                 return NULL;
6198
6199         if (map->n == 0) {
6200                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6201                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6202                 isl_map_free(map);
6203                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6204         }
6205
6206         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6207         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6208                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6209
6210                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6211                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6212         }
6213
6214         isl_map_free(map);
6215
6216         return pwaff;
6217 }
6218
6219 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6220  * parameters and input dimensions, but independently of
6221  * the other output dimensions.
6222  */
6223 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6224 {
6225         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6226 }
6227
6228 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6229  * as a function of the parameters,
6230  * but independently of the other set dimensions.
6231  */
6232 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6233         int max)
6234 {
6235         return map_dim_opt(set, pos, max);
6236 }
6237
6238 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6239  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6240  */
6241 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6242 {
6243         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6244 }
6245
6246 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6247  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6248  */
6249 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6250 {
6251         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6252 }
6253
6254 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6255  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6256  */
6257 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6258         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6259 {
6260         unsigned nparam;
6261
6262         if (!bset || !mat)
6263                 goto error;
6264
6265         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6266         if (!bset->dim)
6267                 goto error;
6268
6269         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6270
6271         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6272
6273         bset->dim->nparam = 0;
6274         bset->dim->n_out = nparam;
6275         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6276         if (bset) {
6277                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6278                 bset->dim->n_out = 0;
6279         }
6280         return bset;
6281 error:
6282         isl_mat_free(mat);
6283         isl_basic_set_free(bset);
6284         return NULL;
6285 }
6286
6287 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6288  * set is assumed to have only parameters and divs.
6289  */
6290 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6291         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6292 {
6293         isl_space *dim = NULL;
6294         unsigned nparam;
6295
6296         if (!set || !mat)
6297                 goto error;
6298
6299         dim = isl_space_copy(set->dim);
6300         dim = isl_space_cow(dim);
6301         if (!dim)
6302                 goto error;
6303
6304         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6305
6306         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6307
6308         dim->nparam = 0;
6309         dim->n_out = nparam;
6310         isl_set_reset_space(set, dim);
6311         set = isl_set_preimage(set, mat);
6312         if (!set)
6313                 goto error2;
6314         dim = isl_space_copy(set->dim);
6315         dim = isl_space_cow(dim);
6316         if (!dim)
6317                 goto error2;
6318         dim->nparam = dim->n_out;
6319         dim->n_out = 0;
6320         isl_set_reset_space(set, dim);
6321         return set;
6322 error:
6323         isl_space_free(dim);
6324         isl_mat_free(mat);
6325 error2:
6326         isl_set_free(set);
6327         return NULL;
6328 }
6329
6330 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6331  * equalities in "eq".
6332  */
6333 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6334         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6335 {
6336         int i, k;
6337         unsigned len;
6338
6339         if (!bset || !eq)
6340                 goto error;
6341
6342         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6343                                         eq->n_row, 0);
6344         if (!bset)
6345                 goto error;
6346
6347         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6348         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6349                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6350                 if (k < 0)
6351                         goto error;
6352                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6353                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6354         }
6355         isl_mat_free(eq);
6356
6357         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6358         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6359
6360         return bset;
6361 error:
6362         isl_mat_free(eq);
6363         isl_basic_set_free(bset);
6364         return NULL;
6365 }
6366
6367 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6368  * equalities in "eq".
6369  */
6370 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6371         struct isl_mat *eq)
6372 {
6373         int i;
6374
6375         if (!set || !eq)
6376                 goto error;
6377
6378         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6379                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6380                                         isl_mat_copy(eq));
6381                 if (!set->p[i])
6382                         goto error;
6383         }
6384         isl_mat_free(eq);
6385         return set;
6386 error:
6387         isl_mat_free(eq);
6388         isl_set_free(set);
6389         return NULL;
6390 }
6391
6392 /* Given a basic set "bset" that only involves parameters and existentially
6393  * quantified variables, return the index of the first equality
6394  * that only involves parameters.  If there is no such equality then
6395  * return bset->n_eq.
6396  *
6397  * This function assumes that isl_basic_set_gauss has been called on "bset".
6398  */
6399 static int first_parameter_equality(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6400 {
6401         int i, j;
6402         unsigned nparam, n_div;
6403
6404         if (!bset)
6405                 return -1;
6406
6407         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6408         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6409
6410         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6411                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6412                         ++i;
6413         }
6414
6415         return i;
6416 }
6417
6418 /* Compute an explicit representation for the existentially quantified
6419  * variables in "bset" by computing the "minimal value" of the set
6420  * variables.  Since there are no set variables, the computation of
6421  * the minimal value essentially computes an explicit representation
6422  * of the non-empty part(s) of "bset".
6423  *
6424  * The input only involves parameters and existentially quantified variables.
6425  * All equalities among parameters have been removed.
6426  *
6427  * Since the existentially quantified variables in the result are in general
6428  * going to be different from those in the input, we first replace
6429  * them by the minimal number of variables based on their equalities.
6430  * This should simplify the parametric integer programming.
6431  */
6432 static __isl_give isl_set *base_compute_divs(__isl_take isl_basic_set *bset)
6433 {
6434         isl_morph *morph1, *morph2;
6435         isl_set *set;
6436         unsigned n;
6437
6438         if (!bset)
6439                 return NULL;
6440         if (bset->n_eq == 0)
6441                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6442
6443         morph1 = isl_basic_set_parameter_compression(bset);
6444         bset = isl_morph_basic_set(isl_morph_copy(morph1), bset);
6445         bset = isl_basic_set_lift(bset);
6446         morph2 = isl_basic_set_variable_compression(bset, isl_dim_set);
6447         bset = isl_morph_basic_set(morph2, bset);
6448         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6449         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
6450
6451         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6452
6453         set = isl_morph_set(isl_morph_inverse(morph1), set);
6454
6455         return set;
6456 }
6457
6458 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6459  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6460  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6461  * The output has the same parameters, but only
6462  * explicit existentially quantified variables.
6463  *
6464  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6465  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6466  * among the parameters by performing a variable compression on
6467  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6468  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6469  *
6470  * The variable compression on the parameters may uncover additional
6471  * equalities that were only implicit before.  We therefore check
6472  * if there are any new parameter equalities in the result and
6473  * if so recurse.  The removal of parameter equalities is required
6474  * for the parameter compression performed by base_compute_divs.
6475  */
6476 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6477 {
6478         int i;
6479         struct isl_mat *eq;
6480         struct isl_mat *T, *T2;
6481         struct isl_set *set;
6482         unsigned nparam;
6483
6484         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6485         if (!bset)
6486                 return NULL;
6487
6488         if (bset->n_eq == 0)
6489                 return base_compute_divs(bset);
6490
6491         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6492         if (!bset)
6493                 return NULL;
6494         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6495                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6496
6497         i = first_parameter_equality(bset);
6498         if (i == bset->n_eq)
6499                 return base_compute_divs(bset);
6500
6501         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6502         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6503                 0, 1 + nparam);
6504         eq = isl_mat_cow(eq);
6505         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6506         if (T && T->n_col == 0) {
6507                 isl_mat_free(T);
6508                 isl_mat_free(T2);
6509                 isl_mat_free(eq);
6510                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6511                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6512         }
6513         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6514
6515         i = first_parameter_equality(bset);
6516         if (!bset)
6517                 set = NULL;
6518         else if (i == bset->n_eq)
6519                 set = base_compute_divs(bset);
6520         else
6521                 set = parameter_compute_divs(bset);
6522         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6523         set = set_append_equalities(set, eq);
6524         return set;
6525 }
6526
6527 /* Insert the divs from "ls" before those of "bmap".
6528  *
6529  * The number of columns is not changed, which means that the last
6530  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the divs from "ls".
6531  * The caller is responsible for removing the same number of dimensions
6532  * from the space of "bmap".
6533  */
6534 static __isl_give isl_basic_map *insert_divs_from_local_space(
6535         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_local_space *ls)
6536 {
6537         int i;
6538         int n_div;
6539         int old_n_div;
6540
6541         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6542         if (n_div == 0)
6543                 return bmap;
6544
6545         old_n_div = bmap->n_div;
6546         bmap = insert_div_rows(bmap, n_div);
6547         if (!bmap)
6548                 return NULL;
6549
6550         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6551                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
6552                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + ls->div->n_col, old_n_div);
6553         }
6554
6555         return bmap;
6556 }
6557
6558 /* Replace the space of "bmap" by the space and divs of "ls".
6559  *
6560  * If "ls" has any divs, then we simplify the result since we may
6561  * have discovered some additional equalities that could simplify
6562  * the div expressions.
6563  */
6564 static __isl_give isl_basic_map *basic_replace_space_by_local_space(
6565         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_local_space *ls)
6566 {
6567         int n_div;
6568
6569         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6570         if (!bmap || !ls)
6571                 goto error;
6572
6573         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6574         bmap = insert_divs_from_local_space(bmap, ls);
6575         if (!bmap)
6576                 goto error;
6577
6578         isl_space_free(bmap->dim);
6579         bmap->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6580         if (!bmap->dim)
6581                 goto error;
6582
6583         isl_local_space_free(ls);
6584         if (n_div > 0)
6585                 bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6586         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
6587         return bmap;
6588 error:
6589         isl_basic_map_free(bmap);
6590         isl_local_space_free(ls);
6591         return NULL;
6592 }
6593
6594 /* Replace the space of "map" by the space and divs of "ls".
6595  */
6596 static __isl_give isl_map *replace_space_by_local_space(__isl_take isl_map *map,
6597         __isl_take isl_local_space *ls)
6598 {
6599         int i;
6600
6601         map = isl_map_cow(map);
6602         if (!map || !ls)
6603                 goto error;
6604
6605         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6606                 map->p[i] = basic_replace_space_by_local_space(map->p[i],
6607                                                     isl_local_space_copy(ls));
6608                 if (!map->p[i])
6609                         goto error;
6610         }
6611         isl_space_free(map->dim);
6612         map->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6613         if (!map->dim)
6614                 goto error;
6615
6616         isl_local_space_free(ls);
6617         return map;
6618 error:
6619         isl_local_space_free(ls);
6620         isl_map_free(map);
6621         return NULL;
6622 }
6623
6624 /* Compute an explicit representation for the existentially
6625  * quantified variables for which do not know any explicit representation yet.
6626  *
6627  * We first sort the existentially quantified variables so that the
6628  * existentially quantified variables for which we already have an explicit
6629  * representation are placed before those for which we do not.
6630  * The input dimensions, the output dimensions and the existentially
6631  * quantified variables for which we already have an explicit
6632  * representation are then turned into parameters.
6633  * compute_divs returns a map with the same parameters and
6634  * no input or output dimensions and the dimension specification
6635  * is reset to that of the input, including the existentially quantified
6636  * variables for which we already had an explicit representation.
6637  */
6638 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6639 {
6640         struct isl_basic_set *bset;
6641         struct isl_set *set;
6642         struct isl_map *map;
6643         isl_space *dim;
6644         isl_local_space *ls;
6645         unsigned         nparam;
6646         unsigned         n_in;
6647         unsigned         n_out;
6648         unsigned n_known;
6649         int i;
6650
6651         bmap = isl_basic_map_sort_divs(bmap);
6652         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6653         if (!bmap)
6654                 return NULL;
6655
6656         for (n_known = 0; n_known < bmap->n_div; ++n_known)
6657                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[n_known][0]))
6658                         break;
6659
6660         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6661         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6662         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6663         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx,
6664                                     nparam + n_in + n_out + n_known, 0);
6665         if (!dim)
6666                 goto error;
6667
6668         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
6669         ls = isl_local_space_drop_dims(ls, isl_dim_div,
6670                                         n_known, bmap->n_div - n_known);
6671         if (n_known > 0) {
6672                 for (i = n_known; i < bmap->n_div; ++i)
6673                         swap_div(bmap, i - n_known, i);
6674                 bmap->n_div -= n_known;
6675                 bmap->extra -= n_known;
6676         }
6677         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, dim);
6678         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6679
6680         set = parameter_compute_divs(bset);
6681         map = (struct isl_map *)set;
6682         map = replace_space_by_local_space(map, ls);
6683
6684         return map;
6685 error:
6686         isl_basic_map_free(bmap);
6687         return NULL;
6688 }
6689
6690 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6691 {
6692         int i;
6693         unsigned off;
6694
6695         if (!bmap)
6696                 return -1;
6697
6698         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6699         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6700                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6701                         return 0;
6702                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6703                                 return -1);
6704         }
6705         return 1;
6706 }
6707
6708 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6709 {
6710         int i;
6711
6712         if (!map)
6713                 return -1;
6714
6715         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6716                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6717                 if (known <= 0)
6718                         return known;
6719         }
6720
6721         return 1;
6722 }
6723
6724 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6725  * expressions for them.  However, this computation may be
6726  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6727  * strictly needed.
6728  */
6729 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6730 {
6731         int known;
6732         struct isl_map *map;
6733
6734         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6735         if (known < 0)
6736                 goto error;
6737         if (known)
6738                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6739
6740         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6741
6742         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6743         if (known < 0)
6744                 goto error;
6745         if (known)
6746                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6747
6748         map = compute_divs(bmap);
6749         return map;
6750 error:
6751         isl_basic_map_free(bmap);
6752         return NULL;
6753 }
6754
6755 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6756 {
6757         int i;
6758         int known;
6759         struct isl_map *res;
6760
6761         if (!map)
6762                 return NULL;
6763         if (map->n == 0)
6764                 return map;
6765
6766         known = map_divs_known(map);
6767         if (known < 0) {
6768                 isl_map_free(map);
6769                 return NULL;
6770         }
6771         if (known)
6772                 return map;
6773
6774         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6775         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6776                 struct isl_map *r2;
6777                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6778                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6779                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6780                 else
6781                         res = isl_map_union(res, r2);
6782         }
6783         isl_map_free(map);
6784
6785         return res;
6786 }
6787
6788 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6789 {
6790         return (struct isl_set *)
6791                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6792 }
6793
6794 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6795 {
6796         return (struct isl_set *)
6797                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6798 }
6799
6800 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6801 {
6802         int i;
6803         struct isl_set *set;
6804
6805         if (!map)
6806                 goto error;
6807
6808         map = isl_map_cow(map);
6809         if (!map)
6810                 return NULL;
6811
6812         set = (struct isl_set *)map;
6813         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6814         if (!set->dim)
6815                 goto error;
6816         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6817                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6818                 if (!set->p[i])
6819                         goto error;
6820         }
6821         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6822         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6823         return set;
6824 error:
6825         isl_map_free(map);
6826         return NULL;
6827 }
6828
6829 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6830  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6831  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6832  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6833  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6834  * may not be disjoint.
6835  *
6836  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6837  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6838  */
6839 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6840         __isl_take isl_map *map2)
6841 {
6842         int i;
6843         unsigned flags = 0;
6844         struct isl_map *map = NULL;
6845         int is_universe;
6846
6847         if (!map1 || !map2)
6848                 goto error;
6849
6850         if (map1->n == 0) {
6851                 isl_map_free(map1);
6852                 return map2;
6853         }
6854         if (map2->n == 0) {
6855                 isl_map_free(map2);
6856                 return map1;
6857         }
6858
6859         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6860         if (is_universe < 0)
6861                 goto error;
6862         if (is_universe) {
6863                 isl_map_free(map2);
6864                 return map1;
6865         }
6866
6867         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6868         if (is_universe < 0)
6869                 goto error;
6870         if (is_universe) {
6871                 isl_map_free(map1);
6872                 return map2;
6873         }
6874
6875         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6876
6877         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6878             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6879                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6880
6881         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6882                                 map1->n + map2->n, flags);
6883         if (!map)
6884                 goto error;
6885         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6886                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6887                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6888                 if (!map)
6889                         goto error;
6890         }
6891         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6892                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6893                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6894                 if (!map)
6895                         goto error;
6896         }
6897         isl_map_free(map1);
6898         isl_map_free(map2);
6899         return map;
6900 error:
6901         isl_map_free(map);
6902         isl_map_free(map1);
6903         isl_map_free(map2);
6904         return NULL;
6905 }
6906
6907 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6908         __isl_take isl_map *map2)
6909 {
6910         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6911 }
6912
6913 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6914 {
6915         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6916         if (!map1)
6917                 return NULL;
6918         if (map1->n > 1)
6919                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6920         return map1;
6921 }
6922
6923 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6924                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6925 {
6926         return (struct isl_set *)
6927                 isl_map_union_disjoint(
6928                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6929 }
6930
6931 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6932 {
6933         return (struct isl_set *)
6934                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6935 }
6936
6937 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6938  * the results.
6939  *
6940  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6941  */
6942 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6943         __isl_take isl_set *set,
6944         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6945                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6946 {
6947         unsigned flags = 0;
6948         struct isl_map *result;
6949         int i, j;
6950
6951         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6952                 isl_set_free(set);
6953                 return map;
6954         }
6955
6956         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6957             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6958                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6959
6960         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6961                                         map->n * set->n, flags);
6962         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6963                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6964                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6965                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6966                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6967                         if (!result)
6968                                 break;
6969                 }
6970
6971         isl_map_free(map);
6972         isl_set_free(set);
6973         return result;
6974 }
6975
6976 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6977         __isl_take isl_set *set)
6978 {
6979         if (!map || !set)
6980                 goto error;
6981
6982         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6983                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6984                         "incompatible spaces", goto error);
6985
6986         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6987 error:
6988         isl_map_free(map);
6989         isl_set_free(set);
6990         return NULL;
6991 }
6992
6993 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6994         __isl_take isl_set *set)
6995 {
6996         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6997 }
6998
6999 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7000         __isl_take isl_set *set)
7001 {
7002         if (!map || !set)
7003                 goto error;
7004
7005         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
7006                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
7007                         "incompatible spaces", goto error);
7008
7009         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
7010 error:
7011         isl_map_free(map);
7012         isl_set_free(set);
7013         return NULL;
7014 }
7015
7016 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7017         __isl_take isl_set *set)
7018 {
7019         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
7020                                                 &map_intersect_domain);
7021 }
7022
7023 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7024         __isl_take isl_map *map2)
7025 {
7026         if (!map1 || !map2)
7027                 goto error;
7028         map1 = isl_map_reverse(map1);
7029         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
7030         return isl_map_reverse(map1);
7031 error:
7032         isl_map_free(map1);
7033         isl_map_free(map2);
7034         return NULL;
7035 }
7036
7037 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7038         __isl_take isl_map *map2)
7039 {
7040         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
7041 }
7042
7043 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7044         __isl_take isl_map *map2)
7045 {
7046         isl_space *dim_result;
7047         struct isl_map *result;
7048         int i, j;
7049
7050         if (!map1 || !map2)
7051                 goto error;
7052
7053         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
7054                                   isl_space_copy(map2->dim));
7055
7056         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
7057         if (!result)
7058                 goto error;
7059         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7060                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7061                         result = isl_map_add_basic_map(result,
7062                             isl_basic_map_apply_range(
7063                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7064                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
7065                         if (!result)
7066                                 goto error;
7067                 }
7068         isl_map_free(map1);
7069         isl_map_free(map2);
7070         if (result && result->n <= 1)
7071                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
7072         return result;
7073 error:
7074         isl_map_free(map1);
7075         isl_map_free(map2);
7076         return NULL;
7077 }
7078
7079 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7080         __isl_take isl_map *map2)
7081 {
7082         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
7083 }
7084
7085 /*
7086  * returns range - domain
7087  */
7088 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
7089 {
7090         isl_space *dims, *target_dim;
7091         struct isl_basic_set *bset;
7092         unsigned dim;
7093         unsigned nparam;
7094         int i;
7095
7096         if (!bmap)
7097                 goto error;
7098         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
7099                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
7100                    goto error);
7101         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
7102         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
7103         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
7104         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
7105         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7106         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
7107         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
7108         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
7109         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
7110         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7111                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
7112                                             (struct isl_basic_map *)bset);
7113                 if (j < 0) {
7114                         bset = isl_basic_set_free(bset);
7115                         break;
7116                 }
7117                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7118                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
7119                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
7120                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
7121         }
7122         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
7123         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
7124         return bset;
7125 error:
7126         isl_basic_map_free(bmap);
7127         return NULL;
7128 }
7129
7130 /*
7131  * returns range - domain
7132  */
7133 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
7134 {
7135         int i;
7136         isl_space *dim;
7137         struct isl_set *result;
7138
7139         if (!map)
7140                 return NULL;
7141
7142         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
7143                                                  map->dim, isl_dim_out),
7144                    goto error);
7145         dim = isl_map_get_space(map);
7146         dim = isl_space_domain(dim);
7147         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
7148         if (!result)
7149                 goto error;
7150         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7151                 result = isl_set_add_basic_set(result,
7152                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
7153         isl_map_free(map);
7154         return result;
7155 error:
7156         isl_map_free(map);
7157         return NULL;
7158 }
7159
7160 /*
7161  * returns [domain -> range] -> range - domain
7162  */
7163 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
7164         __isl_take isl_basic_map *bmap)
7165 {
7166         int i, k;
7167         isl_space *dim;
7168         isl_basic_map *domain;
7169         int nparam, n;
7170         unsigned total;
7171
7172         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
7173                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
7174                         "domain and range don't match", goto error);
7175
7176         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
7177         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
7178
7179         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
7180         domain = isl_basic_map_universe(dim);
7181
7182         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
7183         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
7184         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
7185
7186         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7187
7188         for (i = 0; i < n; ++i) {
7189                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7190                 if (k < 0)
7191                         goto error;
7192                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
7193                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
7194                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
7195                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
7196         }
7197
7198         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
7199         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7200 error:
7201         isl_basic_map_free(bmap);
7202         return NULL;
7203 }
7204
7205 /*
7206  * returns [domain -> range] -> range - domain
7207  */
7208 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
7209 {
7210         int i;
7211         isl_space *domain_dim;
7212
7213         if (!map)
7214                 return NULL;
7215
7216         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
7217                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
7218                         "domain and range don't match", goto error);
7219
7220         map = isl_map_cow(map);
7221         if (!map)
7222                 return NULL;
7223
7224         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
7225         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
7226         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
7227         if (!map->dim)
7228                 goto error;
7229         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7230                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
7231                 if (!map->p[i])
7232                         goto error;
7233         }
7234         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7235         return map;
7236 error:
7237         isl_map_free(map);
7238         return NULL;
7239 }
7240
7241 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
7242 {
7243         struct isl_basic_map *bmap;
7244         unsigned nparam;
7245         unsigned dim;
7246         int i;
7247
7248         if (!dims)
7249                 return NULL;
7250
7251         nparam = dims->nparam;
7252         dim = dims->n_out;
7253         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7254         if (!bmap)
7255                 goto error;
7256
7257         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7258                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7259                 if (j < 0)
7260                         goto error;
7261                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7262                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7263                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7264         }
7265         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7266 error:
7267         isl_basic_map_free(bmap);
7268         return NULL;
7269 }
7270
7271 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7272 {
7273         if (!dim)
7274                 return NULL;
7275         if (dim->n_in != dim->n_out)
7276                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7277                         "number of input and output dimensions needs to be "
7278                         "the same", goto error);
7279         return basic_map_identity(dim);
7280 error:
7281         isl_space_free(dim);
7282         return NULL;
7283 }
7284
7285 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7286 {
7287         if (!model || !model->dim)
7288                 return NULL;
7289         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7290 }
7291
7292 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7293 {
7294         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7295 }
7296
7297 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7298 {
7299         if (!model || !model->dim)
7300                 return NULL;
7301         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7302 }
7303
7304 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7305 {
7306         if (!model || !model->dim)
7307                 return NULL;
7308         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7309 }
7310
7311 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7312 {
7313         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7314         isl_map *id;
7315         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7316         return isl_map_intersect_range(id, set);
7317 }
7318
7319 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7320  * values.
7321  */
7322 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7323         __isl_take isl_space *space)
7324 {
7325         int i;
7326         unsigned nparam;
7327         unsigned dim;
7328         struct isl_basic_set *bset;
7329
7330         if (!space)
7331                 return NULL;
7332         nparam = space->nparam;
7333         dim = space->n_out;
7334         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7335         if (!bset)
7336                 return NULL;
7337         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7338                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7339                 if (k < 0)
7340                         goto error;
7341                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7342                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7343         }
7344         return bset;
7345 error:
7346         isl_basic_set_free(bset);
7347         return NULL;
7348 }
7349
7350 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7351  */
7352 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7353         int pos)
7354 {
7355         int k;
7356         isl_basic_set *nonneg;
7357
7358         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7359         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7360         if (k < 0)
7361                 goto error;
7362         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7363         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7364
7365         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7366 error:
7367         isl_basic_set_free(nonneg);
7368         return NULL;
7369 }
7370
7371 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7372  */
7373 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7374 {
7375         int k;
7376         isl_basic_set *neg;
7377
7378         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7379         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7380         if (k < 0)
7381                 goto error;
7382         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7383         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7384         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7385
7386         return isl_basic_set_finalize(neg);
7387 error:
7388         isl_basic_set_free(neg);
7389         return NULL;
7390 }
7391
7392 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7393         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7394 {
7395         int i;
7396         isl_basic_set *nonneg;
7397         isl_basic_set *neg;
7398
7399         if (!set)
7400                 return NULL;
7401         if (n == 0)
7402                 return set;
7403
7404         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7405
7406         for (i = 0; i < n; ++i) {
7407                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7408                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7409                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7410                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7411
7412                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7413         }
7414
7415         return set;
7416 error:
7417         isl_set_free(set);
7418         return NULL;
7419 }
7420
7421 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7422         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7423         void *user)
7424 {
7425         isl_set *half;
7426
7427         if (!set)
7428                 return -1;
7429         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7430                 isl_set_free(set);
7431                 return 0;
7432         }
7433         if (first == len)
7434                 return fn(set, signs, user);
7435
7436         signs[first] = 1;
7437         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7438                                                         1 + first));
7439         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7440         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7441                 goto error;
7442
7443         signs[first] = -1;
7444         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7445                                                         1 + first));
7446         half = isl_set_intersect(half, set);
7447         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7448 error:
7449         isl_set_free(set);
7450         return -1;
7451 }
7452
7453 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7454  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7455  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7456  * to the sign of the corresponding variable.
7457  */
7458 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7459         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7460         void *user)
7461 {
7462         unsigned nparam;
7463         unsigned nvar;
7464         int *signs;
7465         int r;
7466
7467         if (!set)
7468                 return -1;
7469         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7470                 return 0;
7471
7472         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7473         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7474
7475         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7476
7477         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7478                             fn, user);
7479
7480         free(signs);
7481
7482         return r;
7483 }
7484
7485 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7486 {
7487         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7488 }
7489
7490 int isl_basic_map_is_subset(
7491                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7492 {
7493         int is_subset;
7494         struct isl_map *map1;
7495         struct isl_map *map2;
7496
7497         if (!bmap1 || !bmap2)
7498                 return -1;
7499
7500         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7501         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7502
7503         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7504
7505         isl_map_free(map1);
7506         isl_map_free(map2);
7507
7508         return is_subset;
7509 }
7510
7511 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7512         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7513 {
7514         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7515 }
7516
7517 int isl_basic_map_is_equal(
7518                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7519 {
7520         int is_subset;
7521
7522         if (!bmap1 || !bmap2)
7523                 return -1;
7524         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7525         if (is_subset != 1)
7526                 return is_subset;
7527         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7528         return is_subset;
7529 }
7530
7531 int isl_basic_set_is_equal(
7532                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7533 {
7534         return isl_basic_map_is_equal(
7535                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7536 }
7537
7538 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7539 {
7540         int i;
7541         int is_empty;
7542
7543         if (!map)
7544                 return -1;
7545         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7546                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7547                 if (is_empty < 0)
7548                         return -1;
7549                 if (!is_empty)
7550                         return 0;
7551         }
7552         return 1;
7553 }
7554
7555 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7556 {
7557         return map ? map->n == 0 : -1;
7558 }
7559
7560 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7561 {
7562         return isl_map_plain_is_empty(map);
7563 }
7564
7565 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7566 {
7567         return set ? set->n == 0 : -1;
7568 }
7569
7570 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7571 {
7572         return isl_set_plain_is_empty(set);
7573 }
7574
7575 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7576 {
7577         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7578 }
7579
7580 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7581 {
7582         if (!map1 || !map2)
7583                 return -1;
7584
7585         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7586 }
7587
7588 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7589 {
7590         if (!set1 || !set2)
7591                 return -1;
7592
7593         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7594 }
7595
7596 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7597 {
7598         int is_subset;
7599
7600         if (!map1 || !map2)
7601                 return -1;
7602         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7603         if (is_subset != 1)
7604                 return is_subset;
7605         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7606         return is_subset;
7607 }
7608
7609 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7610 {
7611         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7612 }
7613
7614 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7615                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7616 {
7617         int is_subset;
7618
7619         if (!bmap1 || !bmap2)
7620                 return -1;
7621         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7622         if (is_subset != 1)
7623                 return is_subset;
7624         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7625         if (is_subset == -1)
7626                 return is_subset;
7627         return !is_subset;
7628 }
7629
7630 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7631 {
7632         int is_subset;
7633
7634         if (!map1 || !map2)
7635                 return -1;
7636         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7637         if (is_subset != 1)
7638                 return is_subset;
7639         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7640         if (is_subset == -1)
7641                 return is_subset;
7642         return !is_subset;
7643 }
7644
7645 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7646 {
7647         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7648 }
7649
7650 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7651 {
7652         if (!bmap)
7653                 return -1;
7654         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7655 }
7656
7657 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7658 {
7659         if (!bset)
7660                 return -1;
7661         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7662 }
7663
7664 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7665 {
7666         int i;
7667
7668         if (!map)
7669                 return -1;
7670
7671         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7672                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7673                 if (r < 0 || r)
7674                         return r;
7675         }
7676
7677         return 0;
7678 }
7679
7680 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7681 {
7682         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7683 }
7684
7685 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7686 {
7687         return isl_set_plain_is_universe(set);
7688 }
7689
7690 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7691 {
7692         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7693         struct isl_vec *sample = NULL;
7694         int empty;
7695         unsigned total;
7696
7697         if (!bmap)
7698                 return -1;
7699
7700         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7701                 return 1;
7702
7703         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7704                 return 0;
7705
7706         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7707                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7708                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7709                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7710                 isl_basic_map_free(copy);
7711                 return empty;
7712         }
7713
7714         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7715         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7716                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7717                 if (contains < 0)
7718                         return -1;
7719                 if (contains)
7720                         return 0;
7721         }
7722         isl_vec_free(bmap->sample);
7723         bmap->sample = NULL;
7724         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7725         if (!bset)
7726                 return -1;
7727         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7728         if (!sample)
7729                 return -1;
7730         empty = sample->size == 0;
7731         isl_vec_free(bmap->sample);
7732         bmap->sample = sample;
7733         if (empty)
7734                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7735
7736         return empty;
7737 }
7738
7739 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7740 {
7741         if (!bmap)
7742                 return -1;
7743         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7744 }
7745
7746 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7747 {
7748         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7749 }
7750
7751 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7752 {
7753         if (!bset)
7754                 return -1;
7755         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7756 }
7757
7758 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7759 {
7760         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7761 }
7762
7763 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7764 {
7765         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7766 }
7767
7768 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7769         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7770 {
7771         struct isl_map *map;
7772         if (!bmap1 || !bmap2)
7773                 goto error;
7774
7775         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7776
7777         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7778         if (!map)
7779                 goto error;
7780         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7781         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7782         return map;
7783 error:
7784         isl_basic_map_free(bmap1);
7785         isl_basic_map_free(bmap2);
7786         return NULL;
7787 }
7788
7789 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7790                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7791 {
7792         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7793                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7794                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7795 }
7796
7797 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7798 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7799 {
7800         int i;
7801         unsigned off;
7802
7803         if (!bmap)
7804                 return NULL;
7805
7806         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7807
7808         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7809                 int pos;
7810                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7811                         continue;
7812                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7813                                                             bmap->n_div-i);
7814                 if (pos == -1)
7815                         continue;
7816                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7817                 --i;
7818         }
7819         return bmap;
7820 }
7821
7822 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7823 {
7824         return (struct isl_basic_set *)
7825                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7826 }
7827
7828 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7829 {
7830         int i;
7831
7832         if (!map)
7833                 return 0;
7834
7835         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7836                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7837                 if (!map->p[i])
7838                         goto error;
7839         }
7840
7841         return map;
7842 error:
7843         isl_map_free(map);
7844         return NULL;
7845 }
7846
7847 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7848  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7849  * list of divs is given by "div".
7850  */
7851 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7852         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7853 {
7854         int i, j;
7855         int n_div;
7856
7857         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7858         if (!bset || !div)
7859                 goto error;
7860
7861         if (div->n_row < bset->n_div)
7862                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7863                         "not an expansion", goto error);
7864
7865         n_div = bset->n_div;
7866         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7867                                             div->n_row - n_div, 0,
7868                                             2 * (div->n_row - n_div));
7869
7870         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7871                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7872                         goto error;
7873
7874         j = n_div - 1;
7875         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7876                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7877                         if (i != j)
7878                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7879                         j--;
7880                 } else {
7881                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7882                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7883                                 goto error;
7884                 }
7885         }
7886
7887         isl_mat_free(div);
7888         return bset;
7889 error:
7890         isl_basic_set_free(bset);
7891         isl_mat_free(div);
7892         return NULL;
7893 }
7894
7895 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7896  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7897  * 
7898  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7899  * of the corresponding div in dst otherwise.
7900  */
7901 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7902                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7903 {
7904         int i;
7905
7906         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7907
7908         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7909         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7910                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7911                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7912                                                 dst->n_div - div) == -1)
7913                         return i;
7914         return -1;
7915 }
7916
7917 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7918                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7919 {
7920         int i;
7921         unsigned total;
7922
7923         if (!dst || !src)
7924                 goto error;
7925
7926         if (src->n_div == 0)
7927                 return dst;
7928
7929         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7930                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7931
7932         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7933         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7934         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7935                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7936         if (!dst)
7937                 return NULL;
7938         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7939         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7940                 int j = find_div(dst, src, i);
7941                 if (j < 0) {
7942                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7943                         if (j < 0)
7944                                 goto error;
7945                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7946                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7947                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7948                                 goto error;
7949                 }
7950                 if (j != i)
7951                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7952         }
7953         return dst;
7954 error:
7955         isl_basic_map_free(dst);
7956         return NULL;
7957 }
7958
7959 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7960                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7961 {
7962         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7963                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7964 }
7965
7966 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7967 {
7968         int i;
7969
7970         if (!map)
7971                 return NULL;
7972         if (map->n == 0)
7973                 return map;
7974         map = isl_map_compute_divs(map);
7975         map = isl_map_cow(map);
7976         if (!map)
7977                 return NULL;
7978
7979         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7980                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7981         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7982                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7983
7984         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7985         return map;
7986 }
7987
7988 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7989 {
7990         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7991 }
7992
7993 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7994         __isl_take isl_map *map)
7995 {
7996         if (!set || !map)
7997                 goto error;
7998         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7999         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8000         set = isl_map_range(map);
8001         return set;
8002 error:
8003         isl_set_free(set);
8004         isl_map_free(map);
8005         return NULL;
8006 }
8007
8008 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
8009         __isl_take isl_map *map)
8010 {
8011         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
8012 }
8013
8014 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
8015  * the meaning of the set.
8016  */
8017 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
8018 {
8019         int i;
8020
8021         if (!map)
8022                 return NULL;
8023
8024         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
8025                 remove_if_empty(map, i);
8026
8027         return map;
8028 }
8029
8030 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
8031 {
8032         return (struct isl_set *)
8033                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
8034 }
8035
8036 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
8037 {
8038         struct isl_basic_map *bmap;
8039         if (!map || map->n == 0)
8040                 return NULL;
8041         bmap = map->p[map->n-1];
8042         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
8043         return isl_basic_map_copy(bmap);
8044 }
8045
8046 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
8047 {
8048         return (struct isl_basic_set *)
8049                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
8050 }
8051
8052 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
8053                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
8054 {
8055         int i;
8056
8057         if (!map || !bmap)
8058                 goto error;
8059         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
8060                 if (map->p[i] != bmap)
8061                         continue;
8062                 map = isl_map_cow(map);
8063                 if (!map)
8064                         goto error;
8065                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8066                 if (i != map->n-1) {
8067                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
8068                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
8069                 }
8070                 map->n--;
8071                 return map;
8072         }
8073         return map;
8074 error:
8075         isl_map_free(map);
8076         return NULL;
8077 }
8078
8079 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
8080                                                 struct isl_basic_set *bset)
8081 {
8082         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
8083                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8084 }
8085
8086 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
8087  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
8088  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
8089  */
8090 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
8091         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
8092         int pos, isl_int *opt)
8093 {
8094         isl_space *dims;
8095         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
8096         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
8097         struct isl_ctx *ctx;
8098         struct isl_vec *obj;
8099         unsigned total;
8100         unsigned nparam;
8101         unsigned dim1, dim2;
8102         enum isl_lp_result res;
8103
8104         if (!bset1 || !bset2)
8105                 return isl_lp_error;
8106
8107         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
8108         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
8109         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
8110         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
8111         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
8112         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
8113         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
8114         if (!bmap1 || !bmap2)
8115                 goto error;
8116         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
8117         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
8118                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
8119                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
8120         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
8121         if (!bmap1)
8122                 goto error;
8123         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8124         ctx = bmap1->ctx;
8125         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
8126         if (!obj)
8127                 goto error2;
8128         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
8129         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
8130         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
8131         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
8132                                         opt, NULL, NULL);
8133         isl_basic_map_free(bmap1);
8134         isl_vec_free(obj);
8135         return res;
8136 error:
8137         isl_basic_map_free(bmap2);
8138 error2:
8139         isl_basic_map_free(bmap1);
8140         return isl_lp_error;
8141 }
8142
8143 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
8144  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8145  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
8146  * smaller or larger than those in bset2.
8147  *
8148  * Returns
8149  *       1 if bset1 follows bset2
8150  *      -1 if bset1 precedes bset2
8151  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
8152  *      -2 if some error occurred.
8153  */
8154 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
8155         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
8156 {
8157         isl_int opt;
8158         enum isl_lp_result res;
8159         int cmp;
8160
8161         isl_int_init(opt);
8162
8163         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8164
8165         if (res == isl_lp_empty)
8166                 cmp = 0;
8167         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8168                   res == isl_lp_unbounded)
8169                 cmp = 1;
8170         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8171                 cmp = -1;
8172         else
8173                 cmp = -2;
8174
8175         isl_int_clear(opt);
8176         return cmp;
8177 }
8178
8179 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
8180  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8181  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
8182  * than a value of the same dimension in bset2.
8183  *
8184  * Return
8185  *       1 if there exists such a pair
8186  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8187  *      -1 otherwise
8188  *      -2 if some error occurred.
8189  */
8190 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8191         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
8192 {
8193         isl_int opt;
8194         enum isl_lp_result res;
8195         int cmp;
8196
8197         isl_int_init(opt);
8198
8199         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8200
8201         if (res == isl_lp_empty)
8202                 cmp = -1;
8203         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8204                   res == isl_lp_unbounded)
8205                 cmp = 1;
8206         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8207                 cmp = -1;
8208         else if (res == isl_lp_ok)
8209                 cmp = 0;
8210         else
8211                 cmp = -2;
8212
8213         isl_int_clear(opt);
8214         return cmp;
8215 }
8216
8217 /* Given two sets set1 and set2, check whether
8218  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8219  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
8220  * than a value of the same dimension in set2.
8221  *
8222  * Return
8223  *       1 if there exists such a pair
8224  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8225  *      -1 otherwise
8226  *      -2 if some error occurred.
8227  */
8228 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
8229         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
8230 {
8231         int i, j;
8232         int follows = -1;
8233
8234         if (!set1 || !set2)
8235                 return -2;
8236
8237         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
8238                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
8239                         int f;
8240                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
8241                         if (f == 1 || f == -2)
8242                                 return f;
8243                         if (f > follows)
8244                                 follows = f;
8245                 }
8246
8247         return follows;
8248 }
8249
8250 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8251         unsigned pos, isl_int *val)
8252 {
8253         int i;
8254         int d;
8255         unsigned total;
8256
8257         if (!bmap)
8258                 return -1;
8259         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8260         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8261                 for (; d+1 > pos; --d)
8262                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8263                                 break;
8264                 if (d != pos)
8265                         continue;
8266                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8267                         return 0;
8268                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8269                         return 0;
8270                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8271                         return 0;
8272                 if (val)
8273                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8274                 return 1;
8275         }
8276         return 0;
8277 }
8278
8279 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8280         unsigned pos, isl_int *val)
8281 {
8282         int i;
8283         isl_int v;
8284         isl_int tmp;
8285         int fixed;
8286
8287         if (!map)
8288                 return -1;
8289         if (map->n == 0)
8290                 return 0;
8291         if (map->n == 1)
8292                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8293         isl_int_init(v);
8294         isl_int_init(tmp);
8295         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8296         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8297                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8298                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8299                         fixed = 0;
8300         }
8301         if (val)
8302                 isl_int_set(*val, v);
8303         isl_int_clear(tmp);
8304         isl_int_clear(v);
8305         return fixed;
8306 }
8307
8308 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8309         unsigned pos, isl_int *val)
8310 {
8311         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8312                                                 pos, val);
8313 }
8314
8315 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8316         isl_int *val)
8317 {
8318         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8319 }
8320
8321 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8322         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8323 {
8324         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8325                 return -1;
8326         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8327                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8328 }
8329
8330 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8331         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8332 {
8333         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8334                 return -1;
8335         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8336                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8337 }
8338
8339 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8340         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8341 {
8342         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8343 }
8344
8345 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8346         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8347 {
8348         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8349 }
8350
8351 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8352  * then return this fixed value in *val.
8353  */
8354 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8355         unsigned dim, isl_int *val)
8356 {
8357         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8358                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8359 }
8360
8361 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8362  * then return this fixed value in *val.
8363  */
8364 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8365         unsigned dim, isl_int *val)
8366 {
8367         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8368 }
8369
8370 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8371         unsigned dim, isl_int *val)
8372 {
8373         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8374 }
8375
8376 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8377  * then return this fixed value in *val.
8378  */
8379 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8380         unsigned in, isl_int *val)
8381 {
8382         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8383 }
8384
8385 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8386  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8387  */
8388 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8389         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8390 {
8391         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8392         isl_int *c;
8393         unsigned total;
8394         unsigned nparam;
8395
8396         if (!bset)
8397                 return -1;
8398         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8399         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8400         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8401                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8402                         continue;
8403                 if (i_eq != -1)
8404                         return 0;
8405                 i_eq = i;
8406         }
8407         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8408                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8409                         continue;
8410                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8411                         return 0;
8412                 i_ineq = i;
8413         }
8414         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8415                 return 0;
8416         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8417         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8418         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8419                 return 0;
8420         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8421                 return 0;
8422         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8423                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8424                 return 0;
8425         if (val)
8426                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8427         return 1;
8428 }
8429
8430 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8431         unsigned dim, isl_int *val)
8432 {
8433         int i;
8434         isl_int v;
8435         isl_int tmp;
8436         int fixed;
8437
8438         if (!set)
8439                 return -1;
8440         if (set->n == 0)
8441                 return 0;
8442         if (set->n == 1)
8443                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8444                                                                 dim, val);
8445         isl_int_init(v);
8446         isl_int_init(tmp);
8447         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8448                                                                 dim, &v);
8449         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8450                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8451                                                                 dim, &tmp);
8452                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8453                         fixed = 0;
8454         }
8455         if (val)
8456                 isl_int_set(*val, v);
8457         isl_int_clear(tmp);
8458         isl_int_clear(v);
8459         return fixed;
8460 }
8461
8462 struct constraint {
8463         unsigned        size;
8464         isl_int         *c;
8465 };
8466
8467 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8468  * variables sorting first.
8469  */
8470 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8471 {
8472         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8473         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8474         int l1, l2;
8475         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8476
8477         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8478         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8479
8480         if (l1 != l2)
8481                 return l1 - l2;
8482
8483         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8484 }
8485
8486 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8487         struct isl_basic_map *bmap)
8488 {
8489         int i;
8490         struct constraint *c;
8491         unsigned total;
8492
8493         if (!bmap)
8494                 return NULL;
8495         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8496         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8497         if (!c)
8498                 goto error;
8499         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8500                 c[i].size = total;
8501                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8502         }
8503         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8504         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8505                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8506         free(c);
8507         return bmap;
8508 error:
8509         isl_basic_map_free(bmap);
8510         return NULL;
8511 }
8512
8513 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8514         __isl_take isl_basic_set *bset)
8515 {
8516         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8517                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8518 }
8519
8520 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8521 {
8522         if (!bmap)
8523                 return NULL;
8524         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8525                 return bmap;
8526         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8527         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8528         if (bmap)
8529                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8530         return bmap;
8531 }
8532
8533 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8534 {
8535         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8536                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8537 }
8538
8539 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8540         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8541 {
8542         int i, cmp;
8543         unsigned total;
8544
8545         if (bmap1 == bmap2)
8546                 return 0;
8547         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8548             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8549                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8550         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8551                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8552         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8553                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8554         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8555                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8556         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8557             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8558                 return 0;
8559         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8560                 return 1;
8561         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8562                 return -1;
8563         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8564                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8565         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8566                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8567         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8568                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8569         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8570         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8571                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8572                 if (cmp)
8573                         return cmp;
8574         }
8575         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8576                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8577                 if (cmp)
8578                         return cmp;
8579         }
8580         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8581                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8582                 if (cmp)
8583                         return cmp;
8584         }
8585         return 0;
8586 }
8587
8588 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8589         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8590 {
8591         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8592 }
8593
8594 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8595 {
8596         int i, cmp;
8597
8598         if (set1 == set2)
8599                 return 0;
8600         if (set1->n != set2->n)
8601                 return set1->n - set2->n;
8602
8603         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8604                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8605                 if (cmp)
8606                         return cmp;
8607         }
8608
8609         return 0;
8610 }
8611
8612 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8613         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8614 {
8615         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8616 }
8617
8618 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8619         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8620 {
8621         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8622                                             (isl_basic_map *)bset2);
8623 }
8624
8625 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8626 {
8627         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8628         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8629
8630         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8631 }
8632
8633 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8634  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8635  * meaning of any possible other copies of map.
8636  */
8637 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8638 {
8639         int i, j;
8640         struct isl_basic_map *bmap;
8641
8642         if (!map)
8643                 return NULL;
8644         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8645                 return map;
8646         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8647                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8648                 if (!bmap)
8649                         goto error;
8650                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8651                 map->p[i] = bmap;
8652         }
8653         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8654         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8655         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8656         if (!map)
8657                 return NULL;
8658         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8659                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8660                         continue;
8661                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8662                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8663                         map->p[j-1] = map->p[j];
8664                 map->n--;
8665         }
8666         return map;
8667 error:
8668         isl_map_free(map);
8669         return NULL;
8670
8671 }
8672
8673 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8674 {
8675         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8676 }
8677
8678 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8679 {
8680         int i;
8681         int equal;
8682
8683         if (!map1 || !map2)
8684                 return -1;
8685
8686         if (map1 == map2)
8687                 return 1;
8688         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8689                 return 0;
8690
8691         map1 = isl_map_copy(map1);
8692         map2 = isl_map_copy(map2);
8693         map1 = isl_map_normalize(map1);
8694         map2 = isl_map_normalize(map2);
8695         if (!map1 || !map2)
8696                 goto error;
8697         equal = map1->n == map2->n;
8698         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8699                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8700                 if (equal < 0)
8701                         goto error;
8702         }
8703         isl_map_free(map1);
8704         isl_map_free(map2);
8705         return equal;
8706 error:
8707         isl_map_free(map1);
8708         isl_map_free(map2);
8709         return -1;
8710 }
8711
8712 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8713 {
8714         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8715 }
8716
8717 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8718 {
8719         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8720                                                 (struct isl_map *)set2);
8721 }
8722
8723 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8724 {
8725         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8726 }
8727
8728 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8729  */
8730 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8731         isl_int min, isl_int max)
8732 {
8733         int k;
8734         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8735
8736         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8737         if (!bset)
8738                 goto error;
8739
8740         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8741         if (k < 0)
8742                 goto error;
8743         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8744         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8745
8746         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8747         if (k < 0)
8748                 goto error;
8749         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8750         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8751
8752         return bset;
8753 error:
8754         isl_basic_set_free(bset);
8755         return NULL;
8756 }
8757
8758 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8759  */
8760 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8761         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8762 {
8763         int i;
8764         unsigned dim;
8765         unsigned nparam;
8766         unsigned extra;
8767         unsigned n_eq;
8768         unsigned n_ineq;
8769         struct isl_basic_set *product = NULL;
8770
8771         if (!list)
8772                 goto error;
8773         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8774         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8775         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8776         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8777         extra = list->p[0]->n_div;
8778         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8779         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8780         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8781                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8782                 isl_assert(list->ctx,
8783                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8784                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8785                 extra += list->p[i]->n_div;
8786                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8787                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8788         }
8789         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8790                                         n_eq, n_ineq);
8791         if (!product)
8792                 goto error;
8793         dim = 0;
8794         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8795                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8796                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8797                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8798         }
8799         isl_basic_set_list_free(list);
8800         return product;
8801 error:
8802         isl_basic_set_free(product);
8803         isl_basic_set_list_free(list);
8804         return NULL;
8805 }
8806
8807 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8808                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8809 {
8810         isl_space *dim_result = NULL;
8811         struct isl_basic_map *bmap;
8812         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8813         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8814
8815         if (!bmap1 || !bmap2)
8816                 goto error;
8817
8818         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8819                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8820         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8821                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8822
8823         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8824         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8825         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8826         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8827         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8828
8829         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8830         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8831         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8832         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8833         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8834         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8835         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8836         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8837         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8838         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8839         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8840
8841         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8842                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8843                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8844                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8845         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8846         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8847         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8848         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8849 error:
8850         isl_basic_map_free(bmap1);
8851         isl_basic_map_free(bmap2);
8852         return NULL;
8853 }
8854
8855 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8856         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8857 {
8858         isl_basic_map *prod;
8859
8860         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8861         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8862         return prod;
8863 }
8864
8865 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8866         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8867 {
8868         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8869 }
8870
8871 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8872         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8873 {
8874         isl_space *space_result = NULL;
8875         isl_basic_map *bmap;
8876         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8877         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8878
8879         if (!bmap1 || !bmap2)
8880                 goto error;
8881
8882         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8883                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8884
8885         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8886         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8887         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8888         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8889
8890         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8891         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8892         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8893         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8894         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8895         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8896         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8897         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8898         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8899         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8900         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8901
8902         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8903                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8904                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8905                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8906         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8907         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8908         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8909         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8910 error:
8911         isl_basic_map_free(bmap1);
8912         isl_basic_map_free(bmap2);
8913         return NULL;
8914 }
8915
8916 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8917         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8918 {
8919         isl_space *dim_result = NULL;
8920         isl_basic_map *bmap;
8921         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8922         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8923
8924         if (!bmap1 || !bmap2)
8925                 goto error;
8926
8927         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8928                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8929                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8930                         "parameters don't match", goto error);
8931
8932         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8933                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8934
8935         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8936         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8937         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8938         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8939
8940         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8941         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8942         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8943         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8944         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8945         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8946         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8947         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8948         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8949         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8950         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8951
8952         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8953                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8954                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8955                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8956         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8957         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8958         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8959         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8960 error:
8961         isl_basic_map_free(bmap1);
8962         isl_basic_map_free(bmap2);
8963         return NULL;
8964 }
8965
8966 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8967         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8968 {
8969         isl_basic_map *prod;
8970
8971         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8972         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8973         return prod;
8974 }
8975
8976 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8977         __isl_take isl_map *map2,
8978         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8979                                            __isl_take isl_space *right),
8980         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8981                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8982 {
8983         unsigned flags = 0;
8984         struct isl_map *result;
8985         int i, j;
8986
8987         if (!map1 || !map2)
8988                 goto error;
8989
8990         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8991                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8992
8993         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8994             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8995                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8996
8997         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8998                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8999                                 map1->n * map2->n, flags);
9000         if (!result)
9001                 goto error;
9002         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
9003                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
9004                         struct isl_basic_map *part;
9005                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
9006                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
9007                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
9008                                 isl_basic_map_free(part);
9009                         else
9010                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
9011                         if (!result)
9012                                 goto error;
9013                 }
9014         isl_map_free(map1);
9015         isl_map_free(map2);
9016         return result;
9017 error:
9018         isl_map_free(map1);
9019         isl_map_free(map2);
9020         return NULL;
9021 }
9022
9023 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
9024  */
9025 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9026         __isl_take isl_map *map2)
9027 {
9028         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
9029 }
9030
9031 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
9032         __isl_take isl_map *map2)
9033 {
9034         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
9035 }
9036
9037 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
9038  */
9039 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
9040         __isl_take isl_map *map2)
9041 {
9042         isl_map *prod;
9043
9044         prod = isl_map_product(map1, map2);
9045         prod = isl_map_flatten(prod);
9046         return prod;
9047 }
9048
9049 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
9050  */
9051 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
9052 {
9053         return isl_map_range_product(set1, set2);
9054 }
9055
9056 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
9057         __isl_take isl_set *set2)
9058 {
9059         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
9060 }
9061
9062 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
9063  */
9064 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9065         __isl_take isl_map *map2)
9066 {
9067         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
9068                                 &isl_basic_map_domain_product);
9069 }
9070
9071 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
9072  */
9073 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9074         __isl_take isl_map *map2)
9075 {
9076         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
9077                                 &isl_basic_map_range_product);
9078 }
9079
9080 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9081         __isl_take isl_map *map2)
9082 {
9083         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9084                                                 &map_domain_product_aligned);
9085 }
9086
9087 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9088         __isl_take isl_map *map2)
9089 {
9090         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9091                                                 &map_range_product_aligned);
9092 }
9093
9094 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
9095  */
9096 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9097         __isl_take isl_map *map2)
9098 {
9099         isl_map *prod;
9100
9101         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
9102         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
9103         return prod;
9104 }
9105
9106 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
9107  */
9108 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9109         __isl_take isl_map *map2)
9110 {
9111         isl_map *prod;
9112
9113         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
9114         prod = isl_map_flatten_range(prod);
9115         return prod;
9116 }
9117
9118 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9119 {
9120         int i;
9121         uint32_t hash = isl_hash_init();
9122         unsigned total;
9123
9124         if (!bmap)
9125                 return 0;
9126         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
9127         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
9128         if (!bmap)
9129                 return 0;
9130         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
9131         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
9132         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
9133                 uint32_t c_hash;
9134                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
9135                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9136         }
9137         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
9138         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9139                 uint32_t c_hash;
9140                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
9141                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9142         }
9143         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
9144         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9145                 uint32_t c_hash;
9146                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9147                         continue;
9148                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
9149                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
9150                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9151         }
9152         isl_basic_map_free(bmap);
9153         return hash;
9154 }
9155
9156 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9157 {
9158         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
9159 }
9160
9161 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
9162 {
9163         int i;
9164         uint32_t hash;
9165
9166         if (!map)
9167                 return 0;
9168         map = isl_map_copy(map);
9169         map = isl_map_normalize(map);
9170         if (!map)
9171                 return 0;
9172
9173         hash = isl_hash_init();
9174         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9175                 uint32_t bmap_hash;
9176                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
9177                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
9178         }
9179                 
9180         isl_map_free(map);
9181
9182         return hash;
9183 }
9184
9185 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
9186 {
9187         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
9188 }
9189
9190 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9191  * by the values of the other parameters and variables.
9192  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
9193  */
9194 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
9195 {
9196         int i;
9197         unsigned nparam;
9198
9199         if (!bset)
9200                 return -1;
9201         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
9202         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
9203                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
9204                         return 1;
9205         return 0;
9206 }
9207
9208 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9209  * by the values of the other parameters and variables.
9210  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
9211  * for each of the subsets.
9212  */
9213 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
9214 {
9215         int i;
9216
9217         if (!set)
9218                 return -1;
9219         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9220                 int unique;
9221                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
9222                 if (unique != 1)
9223                         return unique;
9224         }
9225         return 1;
9226 }
9227
9228 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
9229 {
9230         return set ? set->n : 0;
9231 }
9232
9233 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
9234         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
9235 {
9236         int i;
9237
9238         if (!map)
9239                 return -1;
9240
9241         for (i = 0; i < map->n; ++i)
9242                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
9243                         return -1;
9244
9245         return 0;
9246 }
9247
9248 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9249         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9250 {
9251         int i;
9252
9253         if (!set)
9254                 return -1;
9255
9256         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9257                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9258                         return -1;
9259
9260         return 0;
9261 }
9262
9263 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9264 {
9265         isl_space *dim;
9266
9267         if (!bset)
9268                 return NULL;
9269
9270         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9271         if (!bset)
9272                 return NULL;
9273
9274         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9275         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9276         if (!dim)
9277                 goto error;
9278         isl_space_free(bset->dim);
9279         bset->dim = dim;
9280         bset->extra -= bset->n_div;
9281         bset->n_div = 0;
9282
9283         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9284
9285         return bset;
9286 error:
9287         isl_basic_set_free(bset);
9288         return NULL;
9289 }
9290
9291 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9292 {
9293         int i;
9294         isl_space *dim;
9295         unsigned n_div;
9296
9297         set = isl_set_align_divs(set);
9298
9299         if (!set)
9300                 return NULL;
9301
9302         set = isl_set_cow(set);
9303         if (!set)
9304                 return NULL;
9305
9306         n_div = set->p[0]->n_div;
9307         dim = isl_set_get_space(set);
9308         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9309         if (!dim)
9310                 goto error;
9311         isl_space_free(set->dim);
9312         set->dim = dim;
9313
9314         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9315                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9316                 if (!set->p[i])
9317                         goto error;
9318         }
9319
9320         return set;
9321 error:
9322         isl_set_free(set);
9323         return NULL;
9324 }
9325
9326 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9327 {
9328         isl_space *dim;
9329         struct isl_basic_map *bmap;
9330         unsigned n_set;
9331         unsigned n_div;
9332         unsigned n_param;
9333         unsigned total;
9334         int i, k, l;
9335
9336         set = isl_set_align_divs(set);
9337
9338         if (!set)
9339                 return NULL;
9340
9341         dim = isl_set_get_space(set);
9342         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9343                 isl_set_free(set);
9344                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9345         }
9346
9347         n_div = set->p[0]->n_div;
9348         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9349         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9350         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9351         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9352         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9353         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9354                 bmap = var_equal(bmap, i);
9355
9356         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9357         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9358                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9359                 if (k < 0)
9360                         goto error;
9361                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9362                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9363                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9364                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9365                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9366                             set->p[0]->div[i][0]);
9367
9368                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9369                 if (l < 0)
9370                         goto error;
9371                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9372                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9373                             set->p[0]->div[i][0]);
9374                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9375         }
9376
9377         isl_set_free(set);
9378         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9379         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9380         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9381 error:
9382         isl_set_free(set);
9383         isl_basic_map_free(bmap);
9384         return NULL;
9385 }
9386
9387 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9388 {
9389         unsigned dim;
9390         int size = 0;
9391
9392         if (!bset)
9393                 return -1;
9394
9395         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9396         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9397         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9398         size += bset->n_div * (2 + dim);
9399
9400         return size;
9401 }
9402
9403 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9404 {
9405         int i;
9406         int size = 0;
9407
9408         if (!set)
9409                 return -1;
9410
9411         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9412                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9413
9414         return size;
9415 }
9416
9417 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9418  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9419  */
9420 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9421         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9422 {
9423         int i;
9424
9425         if (!bmap)
9426                 return -1;
9427
9428         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9429
9430         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9431
9432         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9433                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9434                         continue;
9435                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9436                         return 1;
9437         }
9438
9439         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9440                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9441                         return 1;
9442
9443         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9444                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9445                 if (sgn > 0)
9446                         lower = 1;
9447                 if (sgn < 0)
9448                         upper = 1;
9449         }
9450
9451         return lower && upper;
9452 }
9453
9454 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9455         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9456 {
9457         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9458 }
9459
9460 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9461         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9462 {
9463         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9464 }
9465
9466 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9467         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9468 {
9469         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9470 }
9471
9472 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9473         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9474 {
9475         int i;
9476
9477         if (!map)
9478                 return -1;
9479
9480         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9481                 int bounded;
9482                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9483                 if (bounded < 0 || !bounded)
9484                         return bounded;
9485         }
9486
9487         return 1;
9488 }
9489
9490 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9491  * and a lower bound.
9492  */
9493 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9494         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9495 {
9496         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9497 }
9498
9499 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9500  */
9501 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9502         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9503         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9504                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9505 {
9506         int i;
9507
9508         if (!map)
9509                 return -1;
9510
9511         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9512                 int bounded;
9513                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9514                 if (bounded < 0 || bounded)
9515                         return bounded;
9516         }
9517
9518         return 0;
9519 }
9520
9521 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9522  */
9523 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9524         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9525 {
9526         return has_any_bound(set, type, pos,
9527                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9528 }
9529
9530 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9531  */
9532 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9533         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9534 {
9535         return has_any_bound(set, type, pos,
9536                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9537 }
9538
9539 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9540  */
9541 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9542         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9543         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9544                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9545 {
9546         int i;
9547
9548         if (!map)
9549                 return -1;
9550
9551         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9552                 int bounded;
9553                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9554                 if (bounded < 0 || !bounded)
9555                         return bounded;
9556         }
9557
9558         return 1;
9559 }
9560
9561 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9562  */
9563 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9564         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9565 {
9566         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9567 }
9568
9569 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9570  */
9571 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9572         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9573 {
9574         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9575 }
9576
9577 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9578  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9579  * elements of the array "signs".
9580  * Sign
9581  *      1 means that the variable is non-negative
9582  *      -1 means that the variable is non-positive
9583  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9584  */
9585 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9586         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9587 {
9588         isl_vec *bound = NULL;
9589         struct isl_tab *tab = NULL;
9590         struct isl_tab_undo *snap;
9591         int i;
9592
9593         if (!bset || !signs)
9594                 return -1;
9595
9596         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9597         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9598         if (!bound || !tab)
9599                 goto error;
9600
9601         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9602         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9603
9604         snap = isl_tab_snap(tab);
9605         for (i = 0; i < n; ++i) {
9606                 int empty;
9607
9608                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9609                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9610                         goto error;
9611                 empty = tab->empty;
9612                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9613                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9614                         goto error;
9615
9616                 if (empty) {
9617                         signs[i] = 1;
9618                         continue;
9619                 }
9620
9621                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9622                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9623                         goto error;
9624                 empty = tab->empty;
9625                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9626                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9627                         goto error;
9628
9629                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9630         }
9631
9632         isl_tab_free(tab);
9633         isl_vec_free(bound);
9634         return 0;
9635 error:
9636         isl_tab_free(tab);
9637         isl_vec_free(bound);
9638         return -1;
9639 }
9640
9641 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9642         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9643 {
9644         if (!bset || !signs)
9645                 return -1;
9646         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9647                 return -1);
9648
9649         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9650         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9651 }
9652
9653 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9654  * In particular, for each output dimension, check that there is
9655  * an equality that defines the output dimension in terms of
9656  * earlier dimensions.
9657  */
9658 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9659 {
9660         int i, j;
9661         unsigned total;
9662         unsigned n_out;
9663         unsigned o_out;
9664
9665         if (!bmap)
9666                 return -1;
9667
9668         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9669         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9670         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9671
9672         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9673                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9674                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9675                                 continue;
9676                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9677                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9678                                 break;
9679                 }
9680                 if (j >= bmap->n_eq)
9681                         return 0;
9682         }
9683
9684         return 1;
9685 }
9686
9687 /* Check if the given basic map is single-valued.
9688  * We simply compute
9689  *
9690  *      M \circ M^-1
9691  *
9692  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9693  */
9694 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9695 {
9696         isl_space *space;
9697         isl_basic_map *test;
9698         isl_basic_map *id;
9699         int sv;
9700
9701         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9702         if (sv < 0 || sv)
9703                 return sv;
9704
9705         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9706         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9707
9708         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9709         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9710         id = isl_basic_map_identity(space);
9711
9712         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9713
9714         isl_basic_map_free(test);
9715         isl_basic_map_free(id);
9716
9717         return sv;
9718 }
9719
9720 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9721  */
9722 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9723 {
9724         if (!map)
9725                 return -1;
9726         if (map->n == 0)
9727                 return 1;
9728         if (map->n >= 2)
9729                 return 0;
9730
9731         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9732 }
9733
9734 /* Check if the given map is single-valued.
9735  * We simply compute
9736  *
9737  *      M \circ M^-1
9738  *
9739  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9740  */
9741 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9742 {
9743         isl_space *dim;
9744         isl_map *test;
9745         isl_map *id;
9746         int sv;
9747
9748         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9749         if (sv < 0 || sv)
9750                 return sv;
9751
9752         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9753         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9754
9755         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9756         id = isl_map_identity(dim);
9757
9758         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9759
9760         isl_map_free(test);
9761         isl_map_free(id);
9762
9763         return sv;
9764 }
9765
9766 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9767 {
9768         int in;
9769
9770         map = isl_map_copy(map);
9771         map = isl_map_reverse(map);
9772         in = isl_map_is_single_valued(map);
9773         isl_map_free(map);
9774
9775         return in;
9776 }
9777
9778 /* Check if the given map is obviously injective.
9779  */
9780 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9781 {
9782         int in;
9783
9784         map = isl_map_copy(map);
9785         map = isl_map_reverse(map);
9786         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9787         isl_map_free(map);
9788
9789         return in;
9790 }
9791
9792 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9793 {
9794         int sv;
9795
9796         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9797         if (sv < 0 || !sv)
9798                 return sv;
9799
9800         return isl_map_is_injective(map);
9801 }
9802
9803 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9804 {
9805         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9806 }
9807
9808 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9809 {
9810         int ok;
9811         isl_set *delta;
9812
9813         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9814         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9815         isl_set_free(delta);
9816
9817         return ok;
9818 }
9819
9820 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9821 {
9822         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9823                 return 0;
9824         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9825                 return 0;
9826         return 1;
9827 }
9828
9829 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9830 {
9831         int i, j;
9832         unsigned nvar;
9833         unsigned ovar;
9834
9835         if (!bset)
9836                 return -1;
9837
9838         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9839                 return 0;
9840
9841         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9842         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9843         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9844                 int lower = 0, upper = 0;
9845                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9846                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9847                                 continue;
9848                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9849                                 return 0;
9850                         break;
9851                 }
9852                 if (i < bset->n_eq)
9853                         continue;
9854                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9855                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9856                                 continue;
9857                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9858                                 return 0;
9859                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9860                                 lower = 1;
9861                         else
9862                                 upper = 1;
9863                 }
9864                 if (!lower || !upper)
9865                         return 0;
9866         }
9867
9868         return 1;
9869 }
9870
9871 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9872 {
9873         if (!set)
9874                 return -1;
9875         if (set->n != 1)
9876                 return 0;
9877
9878         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9879 }
9880
9881 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9882 {
9883         if (!bset)
9884                 return -1;
9885         
9886         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9887 }
9888
9889 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9890 {
9891         if (!set)
9892                 return -1;
9893         
9894         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9895 }
9896
9897 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9898 {
9899         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9900         if (!bmap)
9901                 return NULL;
9902
9903         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9904         if (!bmap->dim)
9905                 goto error;
9906
9907         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9908
9909         return (isl_basic_set *)bmap;
9910 error:
9911         isl_basic_map_free(bmap);
9912         return NULL;
9913 }
9914
9915 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9916 {
9917         int i;
9918
9919         map = isl_map_cow(map);
9920         if (!map)
9921                 return NULL;
9922
9923         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9924                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9925                 if (!map->p[i])
9926                         goto error;
9927         }
9928         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9929         if (!map->dim)
9930                 goto error;
9931
9932         return (isl_set *)map;
9933 error:
9934         isl_map_free(map);
9935         return NULL;
9936 }
9937
9938 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9939 {
9940         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9941         if (!bset)
9942                 return NULL;
9943
9944         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9945         if (!bset->dim)
9946                 goto error;
9947
9948         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9949
9950         return (isl_basic_map *)bset;
9951 error:
9952         isl_basic_set_free(bset);
9953         return NULL;
9954 }
9955
9956 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9957 {
9958         int i;
9959
9960         if (!set)
9961                 return NULL;
9962
9963         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9964                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9965                         goto error);
9966
9967         set = isl_set_cow(set);
9968         if (!set)
9969                 return NULL;
9970
9971         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9972                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9973                 if (!set->p[i])
9974                         goto error;
9975         }
9976
9977         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9978         if (!set->dim)
9979                 goto error;
9980
9981         return (isl_map *)set;
9982 error:
9983         isl_set_free(set);
9984         return NULL;
9985 }
9986
9987 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9988         enum isl_dim_type type)
9989 {
9990         if (!bmap)
9991                 return NULL;
9992
9993         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9994                 return bmap;
9995
9996         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9997         if (!bmap)
9998                 return NULL;
9999
10000         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
10001         if (!bmap->dim)
10002                 goto error;
10003
10004         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10005
10006         return bmap;
10007 error:
10008         isl_basic_map_free(bmap);
10009         return NULL;
10010 }
10011
10012 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
10013         enum isl_dim_type type)
10014 {
10015         int i;
10016
10017         if (!map)
10018                 return NULL;
10019
10020         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
10021                 return map;
10022
10023         map = isl_map_cow(map);
10024         if (!map)
10025                 return NULL;
10026
10027         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10028                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
10029                 if (!map->p[i])
10030                         goto error;
10031         }
10032         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
10033         if (!map->dim)
10034                 goto error;
10035
10036         return map;
10037 error:
10038         isl_map_free(map);
10039         return NULL;
10040 }
10041
10042 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10043 {
10044         if (!bmap)
10045                 return NULL;
10046
10047         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
10048                 return bmap;
10049
10050         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10051         if (!bmap)
10052                 return NULL;
10053
10054         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
10055         if (!bmap->dim)
10056                 goto error;
10057
10058         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10059
10060         return bmap;
10061 error:
10062         isl_basic_map_free(bmap);
10063         return NULL;
10064 }
10065
10066 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
10067 {
10068         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
10069 }
10070
10071 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
10072         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10073 {
10074         if (!bmap)
10075                 return NULL;
10076
10077         if (!bmap->dim->nested[0])
10078                 return bmap;
10079
10080         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10081         if (!bmap)
10082                 return NULL;
10083
10084         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
10085         if (!bmap->dim)
10086                 goto error;
10087
10088         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10089
10090         return bmap;
10091 error:
10092         isl_basic_map_free(bmap);
10093         return NULL;
10094 }
10095
10096 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
10097         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10098 {
10099         if (!bmap)
10100                 return NULL;
10101
10102         if (!bmap->dim->nested[1])
10103                 return bmap;
10104
10105         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10106         if (!bmap)
10107                 return NULL;
10108
10109         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
10110         if (!bmap->dim)
10111                 goto error;
10112
10113         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10114
10115         return bmap;
10116 error:
10117         isl_basic_map_free(bmap);
10118         return NULL;
10119 }
10120
10121 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
10122 {
10123         int i;
10124
10125         if (!map)
10126                 return NULL;
10127
10128         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
10129                 return map;
10130
10131         map = isl_map_cow(map);
10132         if (!map)
10133                 return NULL;
10134
10135         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10136                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
10137                 if (!map->p[i])
10138                         goto error;
10139         }
10140         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
10141         if (!map->dim)
10142                 goto error;
10143
10144         return map;
10145 error:
10146         isl_map_free(map);
10147         return NULL;
10148 }
10149
10150 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
10151 {
10152         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
10153 }
10154
10155 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
10156 {
10157         isl_space *dim, *flat_dim;
10158         isl_map *map;
10159
10160         dim = isl_set_get_space(set);
10161         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
10162         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
10163         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
10164
10165         return map;
10166 }
10167
10168 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
10169 {
10170         int i;
10171
10172         if (!map)
10173                 return NULL;
10174
10175         if (!map->dim->nested[0])
10176                 return map;
10177
10178         map = isl_map_cow(map);
10179         if (!map)
10180                 return NULL;
10181
10182         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10183                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
10184                 if (!map->p[i])
10185                         goto error;
10186         }
10187         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
10188         if (!map->dim)
10189                 goto error;
10190
10191         return map;
10192 error:
10193         isl_map_free(map);
10194         return NULL;
10195 }
10196
10197 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
10198 {
10199         int i;
10200
10201         if (!map)
10202                 return NULL;
10203
10204         if (!map->dim->nested[1])
10205                 return map;
10206
10207         map = isl_map_cow(map);
10208         if (!map)
10209                 return NULL;
10210
10211         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10212                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
10213                 if (!map->p[i])
10214                         goto error;
10215         }
10216         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
10217         if (!map->dim)
10218                 goto error;
10219
10220         return map;
10221 error:
10222         isl_map_free(map);
10223         return NULL;
10224 }
10225
10226 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
10227  * and set the dimension specification to "dim".
10228  */
10229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10230         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
10231 {
10232         isl_basic_map *res;
10233         unsigned flags;
10234
10235         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10236         if (!bmap || !dim || !dim_map)
10237                 goto error;
10238
10239         flags = bmap->flags;
10240         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
10241         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
10242         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
10243         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
10244                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
10245         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
10246         if (res)
10247                 res->flags = flags;
10248         res = isl_basic_map_finalize(res);
10249         return res;
10250 error:
10251         free(dim_map);
10252         isl_basic_map_free(bmap);
10253         isl_space_free(dim);
10254         return NULL;
10255 }
10256
10257 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10258  */
10259 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10260         __isl_take isl_reordering *r)
10261 {
10262         int i;
10263         struct isl_dim_map *dim_map;
10264
10265         map = isl_map_cow(map);
10266         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10267         if (!map || !r || !dim_map)
10268                 goto error;
10269
10270         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10271                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10272
10273                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10274
10275                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10276                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10277
10278                 if (!map->p[i])
10279                         goto error;
10280         }
10281
10282         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10283
10284         isl_reordering_free(r);
10285         free(dim_map);
10286         return map;
10287 error:
10288         free(dim_map);
10289         isl_map_free(map);
10290         isl_reordering_free(r);
10291         return NULL;
10292 }
10293
10294 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10295         __isl_take isl_reordering *r)
10296 {
10297         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10298 }
10299
10300 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10301         __isl_take isl_space *model)
10302 {
10303         isl_ctx *ctx;
10304
10305         if (!map || !model)
10306                 goto error;
10307
10308         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10309         if (!isl_space_has_named_params(model))
10310                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10311                         "model has unnamed parameters", goto error);
10312         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10313                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10314                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10315         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10316                 isl_reordering *exp;
10317
10318                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10319                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10320                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10321                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10322                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10323                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10324                 map = isl_map_realign(map, exp);
10325         }
10326
10327         isl_space_free(model);
10328         return map;
10329 error:
10330         isl_space_free(model);
10331         isl_map_free(map);
10332         return NULL;
10333 }
10334
10335 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10336         __isl_take isl_space *model)
10337 {
10338         return isl_map_align_params(set, model);
10339 }
10340
10341 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10342  * additional parameters if needed.
10343  */
10344 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10345         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10346 {
10347         isl_ctx *ctx;
10348
10349         if (!bmap || !model)
10350                 goto error;
10351
10352         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10353         if (!isl_space_has_named_params(model))
10354                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10355                         "model has unnamed parameters", goto error);
10356         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10357                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10358                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10359         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10360                 isl_reordering *exp;
10361                 struct isl_dim_map *dim_map;
10362
10363                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10364                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10365                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10366                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10367                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10368                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10369                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10370                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10371                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10372                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10373                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10374                 isl_reordering_free(exp);
10375                 free(dim_map);
10376         }
10377
10378         isl_space_free(model);
10379         return bmap;
10380 error:
10381         isl_space_free(model);
10382         isl_basic_map_free(bmap);
10383         return NULL;
10384 }
10385
10386 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10387  * additional parameters if needed.
10388  */
10389 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10390         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10391 {
10392         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10393 }
10394
10395 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10396                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10397                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10398                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10399 {
10400         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10401         struct isl_mat *mat;
10402         int i, j, k;
10403         int pos;
10404
10405         if (!bmap)
10406                 return NULL;
10407         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10408                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10409         if (!mat)
10410                 return NULL;
10411         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10412                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10413                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10414                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10415                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10416                                             bmap->eq[i][off + k]);
10417                                 ++pos;
10418                         }
10419                 }
10420
10421         return mat;
10422 }
10423
10424 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10425                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10426                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10427                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10428 {
10429         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10430         struct isl_mat *mat;
10431         int i, j, k;
10432         int pos;
10433
10434         if (!bmap)
10435                 return NULL;
10436         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10437                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10438         if (!mat)
10439                 return NULL;
10440         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10441                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10442                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10443                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10444                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10445                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10446                                 ++pos;
10447                         }
10448                 }
10449
10450         return mat;
10451 }
10452
10453 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10454         __isl_take isl_space *dim,
10455         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10456         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10457         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10458 {
10459         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10460         isl_basic_map *bmap;
10461         unsigned total;
10462         unsigned extra;
10463         int i, j, k, l;
10464         int pos;
10465
10466         if (!dim || !eq || !ineq)
10467                 goto error;
10468
10469         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10470                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10471                         "equalities and inequalities matrices should have "
10472                         "same number of columns", goto error);
10473
10474         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10475
10476         if (eq->n_col < total)
10477                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10478                         "number of columns too small", goto error);
10479
10480         extra = eq->n_col - total;
10481
10482         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10483                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10484         if (!bmap)
10485                 goto error;
10486         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10487                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10488                 if (k < 0)
10489                         goto error;
10490                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10491         }
10492         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10493                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10494                 if (l < 0)
10495                         goto error;
10496                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10497                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10498                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10499                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10500                                             eq->row[i][pos]);
10501                                 ++pos;
10502                         }
10503                 }
10504         }
10505         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10506                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10507                 if (l < 0)
10508                         goto error;
10509                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10510                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10511                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10512                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10513                                             ineq->row[i][pos]);
10514                                 ++pos;
10515                         }
10516                 }
10517         }
10518
10519         isl_space_free(dim);
10520         isl_mat_free(eq);
10521         isl_mat_free(ineq);
10522
10523         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10524         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10525 error:
10526         isl_space_free(dim);
10527         isl_mat_free(eq);
10528         isl_mat_free(ineq);
10529         return NULL;
10530 }
10531
10532 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10533         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10534         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10535 {
10536         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10537                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10538 }
10539
10540 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10541         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10542         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10543 {
10544         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10545                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10546 }
10547
10548 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10549         __isl_take isl_space *dim,
10550         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10551         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10552 {
10553         return (isl_basic_set*)
10554             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10555                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10556 }
10557
10558 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10559 {
10560         if (!bmap)
10561                 return -1;
10562         
10563         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10564 }
10565
10566 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10567 {
10568         if (!map)
10569                 return -1;
10570         
10571         return isl_space_can_zip(map->dim);
10572 }
10573
10574 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10575  * (A -> C) -> (B -> D).
10576  */
10577 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10578 {
10579         unsigned pos;
10580         unsigned n1;
10581         unsigned n2;
10582
10583         if (!bmap)
10584                 return NULL;
10585
10586         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10587                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10588                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10589         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10590                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10591         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10592         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10593         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10594         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10595         if (!bmap)
10596                 return NULL;
10597         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10598         if (!bmap->dim)
10599                 goto error;
10600         return bmap;
10601 error:
10602         isl_basic_map_free(bmap);
10603         return NULL;
10604 }
10605
10606 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10607  * (A -> C) -> (B -> D).
10608  */
10609 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10610 {
10611         int i;
10612
10613         if (!map)
10614                 return NULL;
10615
10616         if (!isl_map_can_zip(map))
10617                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10618                         goto error);
10619
10620         map = isl_map_cow(map);
10621         if (!map)
10622                 return NULL;
10623
10624         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10625                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10626                 if (!map->p[i])
10627                         goto error;
10628         }
10629
10630         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10631         if (!map->dim)
10632                 goto error;
10633
10634         return map;
10635 error:
10636         isl_map_free(map);
10637         return NULL;
10638 }
10639
10640 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10641  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10642  */
10643 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10644 {
10645         if (!bmap)
10646                 return -1;
10647
10648         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10649 }
10650
10651 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10652  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10653  */
10654 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10655 {
10656         if (!map)
10657                 return -1;
10658
10659         return isl_space_can_curry(map->dim);
10660 }
10661
10662 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10663  * A -> (B -> C).
10664  */
10665 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10666 {
10667
10668         if (!bmap)
10669                 return NULL;
10670
10671         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10672                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10673                         "basic map cannot be curried", goto error);
10674         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10675         if (!bmap)
10676                 return NULL;
10677         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10678         if (!bmap->dim)
10679                 goto error;
10680         return bmap;
10681 error:
10682         isl_basic_map_free(bmap);
10683         return NULL;
10684 }
10685
10686 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10687  * A -> (B -> C).
10688  */
10689 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10690 {
10691         int i;
10692
10693         if (!map)
10694                 return NULL;
10695
10696         if (!isl_map_can_curry(map))
10697                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10698                         goto error);
10699
10700         map = isl_map_cow(map);
10701         if (!map)
10702                 return NULL;
10703
10704         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10705                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10706                 if (!map->p[i])
10707                         goto error;
10708         }
10709
10710         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10711         if (!map->dim)
10712                 goto error;
10713
10714         return map;
10715 error:
10716         isl_map_free(map);
10717         return NULL;
10718 }
10719
10720 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10721  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10722  */
10723 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10724 {
10725         if (!bmap)
10726                 return -1;
10727
10728         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10729 }
10730
10731 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10732  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10733  */
10734 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10735 {
10736         if (!map)
10737                 return -1;
10738
10739         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10740 }
10741
10742 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10743  * (A -> B) -> C.
10744  */
10745 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10746 {
10747
10748         if (!bmap)
10749                 return NULL;
10750
10751         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10752                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10753                         "basic map cannot be uncurried",
10754                         return isl_basic_map_free(bmap));
10755         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10756         if (!bmap)
10757                 return NULL;
10758         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10759         if (!bmap->dim)
10760                 return isl_basic_map_free(bmap);
10761         return bmap;
10762 }
10763
10764 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10765  * (A -> B) -> C.
10766  */
10767 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10768 {
10769         int i;
10770
10771         if (!map)
10772                 return NULL;
10773
10774         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10775                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10776                         return isl_map_free(map));
10777
10778         map = isl_map_cow(map);
10779         if (!map)
10780                 return NULL;
10781
10782         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10783                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10784                 if (!map->p[i])
10785                         return isl_map_free(map);
10786         }
10787
10788         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10789         if (!map->dim)
10790                 return isl_map_free(map);
10791
10792         return map;
10793 }
10794
10795 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10796  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10797  */
10798 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10799 {
10800         int k;
10801         int pos;
10802         isl_local_space *ls;
10803         isl_basic_map *bmap;
10804
10805         if (!aff)
10806                 return NULL;
10807
10808         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10809         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10810         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10811         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10812         if (k < 0)
10813                 goto error;
10814
10815         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10816         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10817         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10818         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10819                     aff->v->size - (pos + 1));
10820
10821         isl_aff_free(aff);
10822         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10823         return bmap;
10824 error:
10825         isl_aff_free(aff);
10826         isl_basic_map_free(bmap);
10827         return NULL;
10828 }
10829
10830 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10831  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10832  */
10833 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10834 {
10835         isl_basic_map *bmap;
10836
10837         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10838         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10839 }
10840
10841 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10842  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10843  * corresponding affine expression.
10844  */
10845 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10846         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10847 {
10848         int i;
10849         isl_space *space;
10850         isl_basic_map *bmap;
10851
10852         if (!maff)
10853                 return NULL;
10854
10855         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10856                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10857                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10858
10859         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10860         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10861
10862         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10863                 isl_aff *aff;
10864                 isl_basic_map *bmap_i;
10865
10866                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10867                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10868
10869                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10870         }
10871
10872         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10873
10874         isl_multi_aff_free(maff);
10875         return bmap;
10876 }
10877
10878 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10879  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10880  * corresponding affine expression.
10881  */
10882 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10883 {
10884         isl_basic_map *bmap;
10885
10886         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10887         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10888 }
10889
10890 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10891  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10892  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10893  * corresponding affine expression.
10894  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10895  * domain_dim.
10896  */
10897 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10898         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10899 {
10900         int i;
10901         isl_space *dim;
10902         isl_basic_map *bmap;
10903
10904         if (!list)
10905                 return NULL;
10906
10907         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10908         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10909
10910         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10911                 isl_aff *aff;
10912                 isl_basic_map *bmap_i;
10913
10914                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10915                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10916
10917                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10918         }
10919
10920         isl_aff_list_free(list);
10921         return bmap;
10922 }
10923
10924 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10925         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10926 {
10927         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10928 }
10929
10930 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10931  */
10932 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10933         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10934 {
10935         isl_basic_map *bmap = NULL;
10936         int i;
10937
10938         if (!space)
10939                 return NULL;
10940
10941         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10942                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10943                         "index out of bounds", goto error);
10944         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10945                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10946                         "index out of bounds", goto error);
10947
10948         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10949                 return isl_basic_map_universe(space);
10950
10951         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10952         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10953         if (i < 0)
10954                 goto error;
10955         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10956         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10957         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10958         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10959         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10960         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10961         isl_space_free(space);
10962         return bmap;
10963 error:
10964         isl_space_free(space);
10965         isl_basic_map_free(bmap);
10966         return NULL;
10967 }
10968
10969 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10970  */
10971 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10972         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10973 {
10974         isl_basic_map *eq;
10975
10976         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10977
10978         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10979
10980         return bmap;
10981 }
10982
10983 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10984  */
10985 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10986         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10987 {
10988         isl_basic_map *bmap;
10989
10990         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10991
10992         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10993
10994         return map;
10995 }
10996
10997 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10998  */
10999 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
11000         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11001 {
11002         isl_basic_map *bmap = NULL;
11003         int i;
11004
11005         if (!map)
11006                 return NULL;
11007
11008         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
11009                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11010                         "index out of bounds", goto error);
11011         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
11012                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11013                         "index out of bounds", goto error);
11014
11015         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
11016         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11017         if (i < 0)
11018                 goto error;
11019         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11020         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11021         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11022         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
11023         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
11024         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11025
11026         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11027
11028         return map;
11029 error:
11030         isl_basic_map_free(bmap);
11031         isl_map_free(map);
11032         return NULL;
11033 }
11034
11035 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11036  * greater than or equal to that of the second.
11037  */
11038 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11039         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11040 {
11041         isl_constraint *c;
11042         isl_local_space *ls;
11043
11044         if (!bmap)
11045                 return NULL;
11046
11047         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
11048                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11049                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11050         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
11051                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11052                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11053
11054         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11055                 return bmap;
11056
11057         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
11058         c = isl_inequality_alloc(ls);
11059         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
11060         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
11061         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
11062
11063         return bmap;
11064 }
11065
11066 /* Construct a basic map where the value of the first dimension is
11067  * greater than that of the second.
11068  */
11069 static __isl_give isl_basic_map *greator(__isl_take isl_space *space,
11070         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11071 {
11072         isl_basic_map *bmap = NULL;
11073         int i;
11074
11075         if (!space)
11076                 return NULL;
11077
11078         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
11079                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11080                         "index out of bounds", goto error);
11081         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
11082                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11083                         "index out of bounds", goto error);
11084
11085         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11086                 return isl_basic_map_empty(space);
11087
11088         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, 0, 0, 1);
11089         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
11090         if (i < 0)
11091                 goto error;
11092         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11093         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11094         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11095         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
11096         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
11097         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
11098         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11099
11100         return bmap;
11101 error:
11102         isl_space_free(space);
11103         isl_basic_map_free(bmap);
11104         return NULL;
11105 }
11106
11107 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11108  * greater than that of the second.
11109  */
11110 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_gt(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11111         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11112 {
11113         isl_basic_map *gt;
11114
11115         gt = greator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
11116
11117         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, gt);
11118
11119         return bmap;
11120 }
11121
11122 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11123  * greater than that of the second.
11124  */
11125 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
11126         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11127 {
11128         isl_basic_map *bmap;
11129
11130         bmap = greator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
11131
11132         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11133
11134         return map;
11135 }
11136
11137 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11138  * smaller than that of the second.
11139  */
11140 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
11141         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11142 {
11143         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
11144 }
11145
11146 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11147         int pos)
11148 {
11149         isl_aff *div;
11150         isl_local_space *ls;
11151
11152         if (!bmap)
11153                 return NULL;
11154
11155         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
11156                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11157                         "some divs are unknown", return NULL);
11158
11159         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
11160         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
11161         isl_local_space_free(ls);
11162
11163         return div;
11164 }
11165
11166 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11167         int pos)
11168 {
11169         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
11170 }
11171
11172 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
11173  *
11174  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
11175  *
11176  *      f/d
11177  *
11178  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
11179  *
11180  *      floor((a i + g)/m)
11181  *
11182  * is replaced by
11183  *
11184  *      floor((a f + d g)/(m d))
11185  *
11186  * Constraints of the form
11187  *
11188  *      a i + g
11189  *
11190  * are replaced by
11191  *
11192  *      a f + d g
11193  *
11194  * We currently require that "subs" is an integral expression.
11195  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
11196  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
11197  */
11198 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
11199         __isl_take isl_basic_set *bset,
11200         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11201 {
11202         int i;
11203         isl_int v;
11204         isl_ctx *ctx;
11205
11206         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
11207                 return bset;
11208
11209         bset = isl_basic_set_cow(bset);
11210         if (!bset || !subs)
11211                 goto error;
11212
11213         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
11214         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
11215                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11216                         "spaces don't match", goto error);
11217         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
11218                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
11219                         "cannot handle divs yet", goto error);
11220         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
11221                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11222                         "can only substitute integer expressions", goto error);
11223
11224         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
11225
11226         isl_int_init(v);
11227
11228         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11229                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
11230                         continue;
11231                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
11232                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
11233                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
11234                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11235         }
11236
11237         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11238                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
11239                         continue;
11240                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
11241                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
11242                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
11243                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11244         }
11245
11246         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11247                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
11248                         continue;
11249                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
11250                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
11251                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
11252                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
11253                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11254                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
11255         }
11256
11257         isl_int_clear(v);
11258
11259         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
11260         return isl_basic_set_finalize(bset);
11261 error:
11262         isl_basic_set_free(bset);
11263         return NULL;
11264 }
11265
11266 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
11267  */
11268 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
11269         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11270 {
11271         int i;
11272
11273         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
11274                 return set;
11275
11276         set = isl_set_cow(set);
11277         if (!set || !subs)
11278                 goto error;
11279
11280         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11281                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11282                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11283                         goto error;
11284         }
11285
11286         return set;
11287 error:
11288         isl_set_free(set);
11289         return NULL;
11290 }
11291
11292 /* Check if the range of "ma" is compatible with the domain or range
11293  * (depending on "type") of "bmap".
11294  * Return -1 if anything is wrong.
11295  */
11296 static int check_basic_map_compatible_range_multi_aff(
11297         __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
11298         __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11299 {
11300         int m;
11301         isl_space *ma_space;
11302
11303         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11304         m = isl_space_tuple_match(bmap->dim, type, ma_space, isl_dim_out);
11305         isl_space_free(ma_space);
11306         if (m >= 0 && !m)
11307                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11308                         "spaces don't match", return -1);
11309         return m;
11310 }
11311
11312 /* Copy the divs from "ma" to "bmap", adding zeros for the "n_before"
11313  * coefficients before the transformed range of dimensions,
11314  * the "n_after" coefficients after the transformed range of dimensions
11315  * and the coefficients of the other divs in "bmap".
11316  */
11317 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11318         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_before, int n_after, int n_div)
11319 {
11320         int i;
11321         int n_param;
11322         int n_set;
11323         isl_local_space *ls;
11324
11325         if (n_div == 0)
11326                 return 0;
11327
11328         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11329         if (!ls)
11330                 return -1;
11331
11332         n_param = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_param);
11333         n_set = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_set);
11334         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11335                 int o_bmap = 0, o_ls = 0;
11336
11337                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], 1 + 1 + n_param);
11338                 o_bmap += 1 + 1 + n_param;
11339                 o_ls += 1 + 1 + n_param;
11340                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, n_before);
11341                 o_bmap += n_before;
11342                 isl_seq_cpy(bmap->div[i] + o_bmap,
11343                             ls->div->row[i] + o_ls, n_set);
11344                 o_bmap += n_set;
11345                 o_ls += n_set;
11346                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, n_after);
11347                 o_bmap += n_after;
11348                 isl_seq_cpy(bmap->div[i] + o_bmap,
11349                             ls->div->row[i] + o_ls, n_div);
11350                 o_bmap += n_div;
11351                 o_ls += n_div;
11352                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, bmap->n_div - n_div);
11353                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
11354                         goto error;
11355         }
11356
11357         isl_local_space_free(ls);
11358         return 0;
11359 error:
11360         isl_local_space_free(ls);
11361         return -1;
11362 }
11363
11364 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11365  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11366  * different from one?
11367  */
11368 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11369 {
11370         int i;
11371         int strides = 0;
11372
11373         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11374                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11375                         strides++;
11376
11377         return strides;
11378 }
11379
11380 /* For each affine expression in ma of the form
11381  *
11382  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11383  *
11384  * with m_i different from one, add a constraint to "bmap"
11385  * of the form
11386  *
11387  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11388  *
11389  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11390  */
11391 static __isl_give isl_basic_map *add_ma_strides(
11392         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_multi_aff *ma,
11393         int n_before, int n_after)
11394 {
11395         int i, k;
11396         int div;
11397         int total;
11398         int n_param;
11399         int n_in;
11400         int n_div;
11401
11402         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
11403         n_param = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_param);
11404         n_in = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_in);
11405         n_div = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_div);
11406         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11407                 int o_bmap = 0, o_ma = 1;
11408
11409                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11410                         continue;
11411                 div = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
11412                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11413                 if (div < 0 || k < 0)
11414                         goto error;
11415                 isl_int_set_si(bmap->div[div][0], 0);
11416                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11417                             ma->p[i]->v->el + o_ma, 1 + n_param);
11418                 o_bmap += 1 + n_param;
11419                 o_ma += 1 + n_param;
11420                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, n_before);
11421                 o_bmap += n_before;
11422                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11423                             ma->p[i]->v->el + o_ma, n_in);
11424                 o_bmap += n_in;
11425                 o_ma += n_in;
11426                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, n_after);
11427                 o_bmap += n_after;
11428                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11429                             ma->p[i]->v->el + o_ma, n_div);
11430                 o_bmap += n_div;
11431                 o_ma += n_div;
11432                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, 1 + total - o_bmap);
11433                 isl_int_neg(bmap->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11434                 total++;
11435         }
11436
11437         return bmap;
11438 error:
11439         isl_basic_map_free(bmap);
11440         return NULL;
11441 }
11442
11443 /* Replace the domain or range space (depending on "type) of "space" by "set".
11444  */
11445 static __isl_give isl_space *isl_space_set(__isl_take isl_space *space,
11446         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_space *set)
11447 {
11448         if (type == isl_dim_in) {
11449                 space = isl_space_range(space);
11450                 space = isl_space_map_from_domain_and_range(set, space);
11451         } else {
11452                 space = isl_space_domain(space);
11453                 space = isl_space_map_from_domain_and_range(space, set);
11454         }
11455
11456         return space;
11457 }
11458
11459 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11460  * of "bmap" under the function represented by "ma".
11461  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "bmap".
11462  * The result is a basic map that lives in the same space as "bmap"
11463  * except that the domain or range has been replaced by
11464  * the domain space of "ma".
11465  *
11466  * If bmap is represented by
11467  *
11468  *      A(p) + S u + B x + T v + C(divs) >= 0,
11469  *
11470  * where u and x are input and output dimensions if type == isl_dim_out
11471  * while x and v are input and output dimensions if type == isl_dim_in,
11472  * and ma is represented by
11473  *
11474  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11475  *
11476  * then the result is
11477  *
11478  *      A(p) + B D(p) + S u + B F(y) + T v + B G(divs') + C(divs) >= 0
11479  *
11480  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11481  * In particular
11482  *
11483  *      floor((a_i(p) + s u + b_i x + t v + c_i(divs))/n_i)
11484  *
11485  * becomes
11486  *
11487  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + s u + b_i F(y) + t v +
11488  *              B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11489  *
11490  * If bmap is not a rational map and if F(y) involves any denominators
11491  *
11492  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11493  *
11494  * then additional constraints are added to ensure that we only
11495  * map back integer points.  That is we enforce
11496  *
11497  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11498  *
11499  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11500  *
11501  * We first copy over the divs from "ma".
11502  * Then we add the modified constraints and divs from "bmap".
11503  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11504  */
11505 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_preimage_multi_aff(
11506         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
11507         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11508 {
11509         int i, k;
11510         isl_space *space;
11511         isl_basic_map *res = NULL;
11512         int n_before, n_after, n_div_bmap, n_div_ma;
11513         isl_int f, c1, c2, g;
11514         int rational, strides;
11515
11516         isl_int_init(f);
11517         isl_int_init(c1);
11518         isl_int_init(c2);
11519         isl_int_init(g);
11520
11521         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11522         if (!bmap || !ma)
11523                 goto error;
11524         if (check_basic_map_compatible_range_multi_aff(bmap, type, ma) < 0)
11525                 goto error;
11526
11527         if (type == isl_dim_in) {
11528                 n_before = 0;
11529                 n_after = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
11530         } else {
11531                 n_before = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
11532                 n_after = 0;
11533         }
11534         n_div_bmap = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_div);
11535         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11536
11537         space = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11538         space = isl_space_set(isl_basic_map_get_space(bmap), type, space);
11539         rational = isl_basic_map_is_rational(bmap);
11540         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11541         res = isl_basic_map_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bmap + strides,
11542                             bmap->n_eq + strides, bmap->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11543         if (rational)
11544                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
11545
11546         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bmap; ++i)
11547                 if (isl_basic_map_alloc_div(res) < 0)
11548                         goto error;
11549
11550         if (set_ma_divs(res, ma, n_before, n_after, n_div_ma) < 0)
11551                 goto error;
11552
11553         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
11554                 k = isl_basic_map_alloc_equality(res);
11555                 if (k < 0)
11556                         goto error;
11557                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bmap->eq[i], ma, n_before,
11558                                 n_after, n_div_ma, n_div_bmap, f, c1, c2, g, 0);
11559         }
11560
11561         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
11562                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(res);
11563                 if (k < 0)
11564                         goto error;
11565                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bmap->ineq[i], ma, n_before,
11566                                 n_after, n_div_ma, n_div_bmap, f, c1, c2, g, 0);
11567         }
11568
11569         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
11570                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0])) {
11571                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11572                         continue;
11573                 }
11574                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bmap->div[i], ma,
11575                                     n_before, n_after, n_div_ma, n_div_bmap,
11576                                     f, c1, c2, g, 1);
11577         }
11578
11579         if (strides)
11580                 res = add_ma_strides(res, ma, n_before, n_after);
11581
11582         isl_int_clear(f);
11583         isl_int_clear(c1);
11584         isl_int_clear(c2);
11585         isl_int_clear(g);
11586         isl_basic_map_free(bmap);
11587         isl_multi_aff_free(ma);
11588         res = isl_basic_set_simplify(res);
11589         return isl_basic_map_finalize(res);
11590 error:
11591         isl_int_clear(f);
11592         isl_int_clear(c1);
11593         isl_int_clear(c2);
11594         isl_int_clear(g);
11595         isl_basic_map_free(bmap);
11596         isl_multi_aff_free(ma);
11597         isl_basic_map_free(res);
11598         return NULL;
11599 }
11600
11601 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11602  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11603  * that lives in the domain space of "ma".
11604  */
11605 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11606         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11607 {
11608         return isl_basic_map_preimage_multi_aff(bset, isl_dim_set, ma);
11609 }
11610
11611 /* Check if the range of "ma" is compatible with the domain or range
11612  * (depending on "type") of "map".
11613  * Return -1 if anything is wrong.
11614  */
11615 static int check_map_compatible_range_multi_aff(
11616         __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
11617         __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11618 {
11619         int m;
11620         isl_space *ma_space;
11621
11622         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11623         m = isl_space_tuple_match(map->dim, type, ma_space, isl_dim_out);
11624         isl_space_free(ma_space);
11625         if (m >= 0 && !m)
11626                 isl_die(isl_map_get_ctx(map), isl_error_invalid,
11627                         "spaces don't match", return -1);
11628         return m;
11629 }
11630
11631 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11632  * of "map" under the function represented by "ma".
11633  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "map".
11634  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11635  * except that the domain or range has been replaced by
11636  * the domain space of "ma".
11637  *
11638  * The parameters are assumed to have been aligned.
11639  */
11640 static __isl_give isl_map *map_preimage_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11641         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11642 {
11643         int i;
11644         isl_space *space;
11645
11646         map = isl_map_cow(map);
11647         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11648         if (!map || !ma)
11649                 goto error;
11650         if (check_map_compatible_range_multi_aff(map, type, ma) < 0)
11651                 goto error;
11652
11653         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
11654                 map->p[i] = isl_basic_map_preimage_multi_aff(map->p[i], type,
11655                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11656                 if (!map->p[i])
11657                         goto error;
11658         }
11659
11660         space = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11661         space = isl_space_set(isl_map_get_space(map), type, space);
11662
11663         isl_space_free(map->dim);
11664         map->dim = space;
11665         if (!map->dim)
11666                 goto error;
11667
11668         isl_multi_aff_free(ma);
11669         if (map->n > 1)
11670                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
11671         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
11672         return map;
11673 error:
11674         isl_multi_aff_free(ma);
11675         isl_map_free(map);
11676         return NULL;
11677 }
11678
11679 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11680  * of "map" under the function represented by "ma".
11681  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "map".
11682  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11683  * except that the domain or range has been replaced by
11684  * the domain space of "ma".
11685  */
11686 __isl_give isl_map *isl_map_preimage_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11687         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11688 {
11689         if (!map || !ma)
11690                 goto error;
11691
11692         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11693                 return map_preimage_multi_aff(map, type, ma);
11694
11695         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
11696             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11697                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11698                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11699         map = isl_map_align_params(map, isl_multi_aff_get_space(ma));
11700         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_map_get_space(map));
11701
11702         return map_preimage_multi_aff(map, type, ma);
11703 error:
11704         isl_multi_aff_free(ma);
11705         return isl_map_free(map);
11706 }
11707
11708 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11709  * In other words, plug in "ma" "set".  The result is a set
11710  * that lives in the domain space of "ma".
11711  */
11712 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11713         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11714 {
11715         return isl_map_preimage_multi_aff(set, isl_dim_set, ma);
11716 }
11717
11718 /* Compute the preimage of the domain of "map" under the function
11719  * represented by "ma".
11720  * In other words, plug in "ma" in the domain of "map".
11721  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11722  * except that the domain has been replaced by the domain space of "ma".
11723  */
11724 __isl_give isl_map *isl_map_preimage_domain_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11725         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11726 {
11727         return isl_map_preimage_multi_aff(map, isl_dim_in, ma);
11728 }
11729
11730 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11731  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11732  * that lives in the domain space of "pma".
11733  */
11734 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11735         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11736 {
11737         int i;
11738         isl_set *res;
11739
11740         if (!pma)
11741                 goto error;
11742
11743         if (pma->n == 0) {
11744                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11745                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11746                 isl_set_free(set);
11747                 return res;
11748         }
11749
11750         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11751                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11752         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11753
11754         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11755                 isl_set *res_i;
11756
11757                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11758                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11759                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11760                 res = isl_set_union(res, res_i);
11761         }
11762
11763         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11764         isl_set_free(set);
11765         return res;
11766 error:
11767         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11768         isl_set_free(set);
11769         return NULL;
11770 }
11771
11772 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11773         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11774 {
11775         if (!set || !pma)
11776                 goto error;
11777
11778         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11779                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11780
11781         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11782             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11783                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11784                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11785         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11786         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11787
11788         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11789 error:
11790         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11791         return isl_set_free(set);
11792 }