add isl_map_fix_val and isl_set_fix_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 #include <isl_val_private.h>
37
38 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
39 {
40         switch (type) {
41         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
42         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
43         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
44         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
45         default:                return 0;
46         }
47 }
48
49 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
50 {
51         switch (type) {
52         case isl_dim_param:     return 1;
53         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
54         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
55         default:                return 0;
56         }
57 }
58
59 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
60                                 enum isl_dim_type type)
61 {
62         if (!bmap)
63                 return 0;
64         switch (type) {
65         case isl_dim_cst:       return 1;
66         case isl_dim_param:
67         case isl_dim_in:
68         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
69         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
70         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
71         default:                return 0;
72         }
73 }
74
75 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
76 {
77         return map ? n(map->dim, type) : 0;
78 }
79
80 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
81 {
82         return set ? n(set->dim, type) : 0;
83 }
84
85 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
86                                         enum isl_dim_type type)
87 {
88         isl_space *dim = bmap->dim;
89         switch (type) {
90         case isl_dim_cst:       return 0;
91         case isl_dim_param:     return 1;
92         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
93         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
94         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
95         default:                return 0;
96         }
97 }
98
99 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
100                                         enum isl_dim_type type)
101 {
102         return isl_basic_map_offset(bset, type);
103 }
104
105 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
106 {
107         return pos(map->dim, type);
108 }
109
110 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
111                                 enum isl_dim_type type)
112 {
113         return isl_basic_map_dim(bset, type);
114 }
115
116 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
117 {
118         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
119 }
120
121 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
122 {
123         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
124 }
125
126 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
127 {
128         if (!bset)
129                 return 0;
130         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
131 }
132
133 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
134 {
135         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
136 }
137
138 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
139 {
140         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
141 }
142
143 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
144 {
145         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
146 }
147
148 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
149 {
150         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
151 }
152
153 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
154 {
155         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
156 }
157
158 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
159 {
160         return bmap ? bmap->n_div : 0;
161 }
162
163 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
164 {
165         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
166 }
167
168 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
169 {
170         return map ? map->dim->n_in : 0;
171 }
172
173 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
174 {
175         return map ? map->dim->n_out : 0;
176 }
177
178 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
179 {
180         return map ? map->dim->nparam : 0;
181 }
182
183 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
184 {
185         int m;
186         if (!map || !set)
187                 return -1;
188         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
189         if (m < 0 || !m)
190                 return m;
191         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
192 }
193
194 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
195                 struct isl_basic_set *bset)
196 {
197         int m;
198         if (!bmap || !bset)
199                 return -1;
200         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
201         if (m < 0 || !m)
202                 return m;
203         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
204 }
205
206 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
207 {
208         int m;
209         if (!map || !set)
210                 return -1;
211         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
212         if (m < 0 || !m)
213                 return m;
214         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
215 }
216
217 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
218                 struct isl_basic_set *bset)
219 {
220         int m;
221         if (!bmap || !bset)
222                 return -1;
223         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
224         if (m < 0 || !m)
225                 return m;
226         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
227 }
228
229 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
230 {
231         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
232 }
233
234 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
235 {
236         return bset ? bset->ctx : NULL;
237 }
238
239 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
240 {
241         return map ? map->ctx : NULL;
242 }
243
244 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
245 {
246         return set ? set->ctx : NULL;
247 }
248
249 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
250 {
251         if (!bmap)
252                 return NULL;
253         return isl_space_copy(bmap->dim);
254 }
255
256 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
257 {
258         if (!bset)
259                 return NULL;
260         return isl_space_copy(bset->dim);
261 }
262
263 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
264  */
265 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
266 {
267         int i;
268         isl_ctx *ctx;
269         isl_mat *div;
270         unsigned total;
271         unsigned cols;
272
273         if (!bmap)
274                 return NULL;
275
276         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
277         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
278         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
279         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
280         if (!div)
281                 return NULL;
282
283         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
284                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
285
286         return div;
287 }
288
289 /* Extract the divs in "bset" as a matrix.
290  */
291 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_get_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset)
292 {
293         return isl_basic_map_get_divs(bset);
294 }
295
296 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
297         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
298 {
299         isl_mat *div;
300
301         if (!bmap)
302                 return NULL;
303
304         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
305         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
306 }
307
308 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
309         __isl_keep isl_basic_set *bset)
310 {
311         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
312 }
313
314 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
315         __isl_take isl_local_space *ls)
316 {
317         int i;
318         int n_div;
319         isl_basic_map *bmap;
320
321         if (!ls)
322                 return NULL;
323
324         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
325         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
326                                         n_div, 0, 2 * n_div);
327
328         for (i = 0; i < n_div; ++i)
329                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
330                         goto error;
331
332         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
333                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
334                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
335                         goto error;
336         }
337                                         
338         isl_local_space_free(ls);
339         return bmap;
340 error:
341         isl_local_space_free(ls);
342         isl_basic_map_free(bmap);
343         return NULL;
344 }
345
346 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
347         __isl_take isl_local_space *ls)
348 {
349         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
350 }
351
352 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
353 {
354         if (!map)
355                 return NULL;
356         return isl_space_copy(map->dim);
357 }
358
359 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
360 {
361         if (!set)
362                 return NULL;
363         return isl_space_copy(set->dim);
364 }
365
366 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
367         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
368 {
369         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
370         if (!bmap)
371                 return NULL;
372         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
373         if (!bmap->dim)
374                 goto error;
375         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
376         return bmap;
377 error:
378         isl_basic_map_free(bmap);
379         return NULL;
380 }
381
382 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
383         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
384 {
385         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
386 }
387
388 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
389         enum isl_dim_type type)
390 {
391         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
392 }
393
394 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
395         enum isl_dim_type type, const char *s)
396 {
397         int i;
398
399         map = isl_map_cow(map);
400         if (!map)
401                 return NULL;
402
403         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
404         if (!map->dim)
405                 goto error;
406
407         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
408                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
409                 if (!map->p[i])
410                         goto error;
411         }
412
413         return map;
414 error:
415         isl_map_free(map);
416         return NULL;
417 }
418
419 /* Does the input or output tuple have a name?
420  */
421 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
422 {
423         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
424 }
425
426 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
427         enum isl_dim_type type)
428 {
429         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
430 }
431
432 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
433         const char *s)
434 {
435         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
436 }
437
438 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
439         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
440 {
441         map = isl_map_cow(map);
442         if (!map)
443                 return isl_id_free(id);
444
445         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
446
447         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
448 }
449
450 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
451         __isl_take isl_id *id)
452 {
453         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
454 }
455
456 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
457         enum isl_dim_type type)
458 {
459         map = isl_map_cow(map);
460         if (!map)
461                 return NULL;
462
463         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
464
465         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
466 }
467
468 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
469 {
470         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
471 }
472
473 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
474 {
475         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
476 }
477
478 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
479         enum isl_dim_type type)
480 {
481         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
482 }
483
484 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
485 {
486         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
487 }
488
489 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
490 {
491         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
492 }
493
494 /* Does the set tuple have a name?
495  */
496 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
497 {
498         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
499 }
500
501
502 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
503 {
504         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
505 }
506
507 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
508 {
509         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
510 }
511
512 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
513         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
514 {
515         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
516 }
517
518 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
522 }
523
524 /* Does the given dimension have a name?
525  */
526 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
527         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
528 {
529         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
530 }
531
532 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
533         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
534 {
535         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
536 }
537
538 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
542 }
543
544 /* Does the given dimension have a name?
545  */
546 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
547         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
548 {
549         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
550 }
551
552 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
553         __isl_take isl_basic_map *bmap,
554         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
555 {
556         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
557         if (!bmap)
558                 return NULL;
559         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
560         if (!bmap->dim)
561                 goto error;
562         return isl_basic_map_finalize(bmap);
563 error:
564         isl_basic_map_free(bmap);
565         return NULL;
566 }
567
568 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
569         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
570 {
571         int i;
572
573         map = isl_map_cow(map);
574         if (!map)
575                 return NULL;
576
577         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
578         if (!map->dim)
579                 goto error;
580
581         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
582                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
583                 if (!map->p[i])
584                         goto error;
585         }
586
587         return map;
588 error:
589         isl_map_free(map);
590         return NULL;
591 }
592
593 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
594         __isl_take isl_basic_set *bset,
595         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
596 {
597         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
598                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
599 }
600
601 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
602         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
603 {
604         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
605 }
606
607 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
608         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
609 {
610         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
611 }
612
613 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
614         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
615 {
616         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
617 }
618
619 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
620         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
621 {
622         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
623 }
624
625 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
626         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
627 {
628         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
629 }
630
631 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
632         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
633 {
634         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
635 }
636
637 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
638         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
639 {
640         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
641 }
642
643 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
644         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
645 {
646         map = isl_map_cow(map);
647         if (!map)
648                 return isl_id_free(id);
649
650         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
651
652         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
653 }
654
655 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
656         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
657 {
658         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
659 }
660
661 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         if (!map)
665                 return -1;
666         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
667 }
668
669 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
670         __isl_keep isl_id *id)
671 {
672         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
673 }
674
675 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         if (!map)
679                 return -1;
680         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
681 }
682
683 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
684         const char *name)
685 {
686         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
687 }
688
689 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
690 {
691         if (!bmap)
692                 return -1;
693         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
694 }
695
696 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
697 {
698         return isl_basic_map_is_rational(bset);
699 }
700
701 /* Does "bmap" contain any rational points?
702  *
703  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
704  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
705  * is marked as rational.
706  */
707 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
708 {
709         int has_rational = 1;
710         unsigned total;
711
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
715                 return 0;
716         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
717                 return 0;
718         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
719         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
720         if (!bmap)
721                 return -1;
722         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
723         if (bmap->n_eq == total) {
724                 int i, j;
725                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
726                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
727                         if (j < 0)
728                                 break;
729                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
730                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
731                                 break;
732                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
733                                                     total - j - 1);
734                         if (j >= 0)
735                                 break;
736                 }
737                 if (i == bmap->n_eq)
738                         has_rational = 0;
739         }
740         isl_basic_map_free(bmap);
741
742         return has_rational;
743 }
744
745 /* Does "map" contain any rational points?
746  */
747 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
748 {
749         int i;
750         int has_rational;
751
752         if (!map)
753                 return -1;
754         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
755                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
756                 if (has_rational < 0)
757                         return -1;
758                 if (has_rational)
759                         return 1;
760         }
761         return 0;
762 }
763
764 /* Does "set" contain any rational points?
765  */
766 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
767 {
768         return isl_map_has_rational(set);
769 }
770
771 /* Is this basic set a parameter domain?
772  */
773 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
774 {
775         if (!bset)
776                 return -1;
777         return isl_space_is_params(bset->dim);
778 }
779
780 /* Is this set a parameter domain?
781  */
782 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
783 {
784         if (!set)
785                 return -1;
786         return isl_space_is_params(set->dim);
787 }
788
789 /* Is this map actually a parameter domain?
790  * Users should never call this function.  Outside of isl,
791  * a map can never be a parameter domain.
792  */
793 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
794 {
795         if (!map)
796                 return -1;
797         return isl_space_is_params(map->dim);
798 }
799
800 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
801                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
802                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
803 {
804         int i;
805         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
806
807         bmap->ctx = ctx;
808         isl_ctx_ref(ctx);
809
810         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
811         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
812                 goto error;
813
814         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
815         if (!bmap->ineq)
816                 goto error;
817
818         if (extra == 0) {
819                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
820                 bmap->div = NULL;
821         } else {
822                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
823                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
824                         goto error;
825
826                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
827                 if (!bmap->div)
828                         goto error;
829         }
830
831         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
832                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
833
834         for (i = 0; i < extra; ++i)
835                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
836
837         bmap->ref = 1;
838         bmap->flags = 0;
839         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
840         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
841         bmap->extra = extra;
842         bmap->n_eq = 0;
843         bmap->n_ineq = 0;
844         bmap->n_div = 0;
845         bmap->sample = NULL;
846
847         return bmap;
848 error:
849         isl_basic_map_free(bmap);
850         return NULL;
851 }
852
853 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
854                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
855                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
856 {
857         struct isl_basic_map *bmap;
858         isl_space *space;
859
860         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
861         if (!space)
862                 return NULL;
863
864         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
865         return (struct isl_basic_set *)bmap;
866 }
867
868 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
869                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
870 {
871         struct isl_basic_map *bmap;
872         if (!dim)
873                 return NULL;
874         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
875         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
876         return (struct isl_basic_set *)bmap;
877 error:
878         isl_space_free(dim);
879         return NULL;
880 }
881
882 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
883                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
884 {
885         struct isl_basic_map *bmap;
886
887         if (!dim)
888                 return NULL;
889         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
890         if (!bmap)
891                 goto error;
892         bmap->dim = dim;
893
894         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
895 error:
896         isl_space_free(dim);
897         return NULL;
898 }
899
900 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
901                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
902                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
903 {
904         struct isl_basic_map *bmap;
905         isl_space *dim;
906
907         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
908         if (!dim)
909                 return NULL;
910
911         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
912         return bmap;
913 }
914
915 static void dup_constraints(
916                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
917 {
918         int i;
919         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
920
921         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
922                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
923                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
924         }
925
926         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
927                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
928                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
929         }
930
931         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
932                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
933                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
934         }
935         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
936 }
937
938 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
939 {
940         struct isl_basic_map *dup;
941
942         if (!bmap)
943                 return NULL;
944         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
945                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
946         if (!dup)
947                 return NULL;
948         dup_constraints(dup, bmap);
949         dup->flags = bmap->flags;
950         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
951         return dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         struct isl_basic_map *dup;
957
958         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
959         return (struct isl_basic_set *)dup;
960 }
961
962 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
963 {
964         if (!bset)
965                 return NULL;
966
967         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
968                 bset->ref++;
969                 return bset;
970         }
971         return isl_basic_set_dup(bset);
972 }
973
974 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
975 {
976         if (!set)
977                 return NULL;
978
979         set->ref++;
980         return set;
981 }
982
983 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
984 {
985         if (!bmap)
986                 return NULL;
987
988         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
989                 bmap->ref++;
990                 return bmap;
991         }
992         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
993         if (bmap)
994                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
995         return bmap;
996 }
997
998 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
999 {
1000         if (!map)
1001                 return NULL;
1002
1003         map->ref++;
1004         return map;
1005 }
1006
1007 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1008 {
1009         if (!bmap)
1010                 return NULL;
1011
1012         if (--bmap->ref > 0)
1013                 return NULL;
1014
1015         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1016         free(bmap->div);
1017         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1018         free(bmap->ineq);
1019         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1020         isl_vec_free(bmap->sample);
1021         isl_space_free(bmap->dim);
1022         free(bmap);
1023
1024         return NULL;
1025 }
1026
1027 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1028 {
1029         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1030 }
1031
1032 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1033 {
1034         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1035 }
1036
1037 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1038         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1039         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1040                                     __isl_take isl_map *map2))
1041 {
1042         if (!map1 || !map2)
1043                 goto error;
1044         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1045                 return fn(map1, map2);
1046         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1047             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1048                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1049                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1050         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1051         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1052         return fn(map1, map2);
1053 error:
1054         isl_map_free(map1);
1055         isl_map_free(map2);
1056         return NULL;
1057 }
1058
1059 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1060         __isl_keep isl_map *map2,
1061         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1062 {
1063         int r;
1064
1065         if (!map1 || !map2)
1066                 return -1;
1067         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1068                 return fn(map1, map2);
1069         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1070             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1071                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1072                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1073         map1 = isl_map_copy(map1);
1074         map2 = isl_map_copy(map2);
1075         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1076         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1077         r = fn(map1, map2);
1078         isl_map_free(map1);
1079         isl_map_free(map2);
1080         return r;
1081 }
1082
1083 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1084 {
1085         struct isl_ctx *ctx;
1086         if (!bmap)
1087                 return -1;
1088         ctx = bmap->ctx;
1089         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1090         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1091                         return -1);
1092         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1093         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1094         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1095         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1096         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1097         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1098                 isl_int *t;
1099                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1100                 if (j < 0)
1101                         return -1;
1102                 t = bmap->ineq[j];
1103                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1104                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1105                 bmap->eq[-1] = t;
1106                 bmap->n_eq++;
1107                 bmap->n_ineq--;
1108                 bmap->eq--;
1109                 return 0;
1110         }
1111         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1112                       bmap->extra - bmap->n_div);
1113         return bmap->n_eq++;
1114 }
1115
1116 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1117 {
1118         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1119 }
1120
1121 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1122 {
1123         if (!bmap)
1124                 return -1;
1125         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1126         bmap->n_eq -= n;
1127         return 0;
1128 }
1129
1130 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1131 {
1132         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1133 }
1134
1135 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1136 {
1137         isl_int *t;
1138         if (!bmap)
1139                 return -1;
1140         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1141
1142         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1143                 t = bmap->eq[pos];
1144                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1145                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1146         }
1147         bmap->n_eq--;
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1152 {
1153         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1154 }
1155
1156 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1157  *
1158  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1159  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1160  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1161  * change in the ordering of the constraints.
1162  */
1163 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1164                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1165 {
1166         isl_int *t;
1167
1168         t = bmap->ineq[pos];
1169         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1170         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1171         bmap->eq[-1] = t;
1172         bmap->n_eq++;
1173         bmap->n_ineq--;
1174         bmap->eq--;
1175         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1176         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1177         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1179 }
1180
1181 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1182 {
1183         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1184 }
1185
1186 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1187 {
1188         struct isl_ctx *ctx;
1189         if (!bmap)
1190                 return -1;
1191         ctx = bmap->ctx;
1192         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1193         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1194         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1195         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1196         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1197         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1198                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1199                       bmap->extra - bmap->n_div);
1200         return bmap->n_ineq++;
1201 }
1202
1203 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1204 {
1205         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1206 }
1207
1208 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1209 {
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1213         bmap->n_ineq -= n;
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1218 {
1219         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1220 }
1221
1222 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1223 {
1224         isl_int *t;
1225         if (!bmap)
1226                 return -1;
1227         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1228
1229         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1230                 t = bmap->ineq[pos];
1231                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1232                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1233                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1234         }
1235         bmap->n_ineq--;
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1240 {
1241         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1242 }
1243
1244 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1245         isl_int *eq)
1246 {
1247         int k;
1248
1249         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1250         if (!bmap)
1251                 return NULL;
1252         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1253         if (k < 0)
1254                 goto error;
1255         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1256         return bmap;
1257 error:
1258         isl_basic_map_free(bmap);
1259         return NULL;
1260 }
1261
1262 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1263         isl_int *eq)
1264 {
1265         return (isl_basic_set *)
1266                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1267 }
1268
1269 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1270         isl_int *ineq)
1271 {
1272         int k;
1273
1274         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1275         if (!bmap)
1276                 return NULL;
1277         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1278         if (k < 0)
1279                 goto error;
1280         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1281         return bmap;
1282 error:
1283         isl_basic_map_free(bmap);
1284         return NULL;
1285 }
1286
1287 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1288         isl_int *ineq)
1289 {
1290         return (isl_basic_set *)
1291                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1292 }
1293
1294 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1295 {
1296         if (!bmap)
1297                 return -1;
1298         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1299         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1300                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1301                       bmap->extra - bmap->n_div);
1302         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1303         return bmap->n_div++;
1304 }
1305
1306 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1307 {
1308         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1309 }
1310
1311 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1312 {
1313         if (!bmap)
1314                 return -1;
1315         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1316         bmap->n_div -= n;
1317         return 0;
1318 }
1319
1320 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1321 {
1322         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1323 }
1324
1325 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1326  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1327  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1328  * variables.
1329  */
1330 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1331                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1332                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1333 {
1334         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1335         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1336         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1337         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1338         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1339         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1340         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1341         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1342         if (dst_nparam > src_nparam)
1343                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1344                                 dst_nparam - src_nparam);
1345         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1346         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1347                     src+1+src_nparam,
1348                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1349         if (dst_in-in_off > src_in)
1350                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1351                                 dst_in - in_off - src_in);
1352         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1353         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1354                     src+1+src_nparam+src_in,
1355                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1356         if (dst_out-out_off > src_out)
1357                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1358                                 dst_out - out_off - src_out);
1359         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1360         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1361                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1362                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1363         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1364                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1365                                 div_off+src_map->n_div,
1366                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1367 }
1368
1369 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1370                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1371                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1372 {
1373         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1374         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1375 }
1376
1377 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1378                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1379 {
1380         int i;
1381         unsigned div_off;
1382
1383         if (!bmap1 || !bmap2)
1384                 goto error;
1385
1386         div_off = bmap1->n_div;
1387
1388         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1389                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1390                 if (i1 < 0)
1391                         goto error;
1392                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1393                                 i_pos, o_pos, div_off);
1394         }
1395
1396         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1397                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1398                 if (i1 < 0)
1399                         goto error;
1400                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1401                                 i_pos, o_pos, div_off);
1402         }
1403
1404         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1405                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1406                 if (i1 < 0)
1407                         goto error;
1408                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1409                          i_pos, o_pos, div_off);
1410         }
1411
1412         isl_basic_map_free(bmap2);
1413
1414         return bmap1;
1415
1416 error:
1417         isl_basic_map_free(bmap1);
1418         isl_basic_map_free(bmap2);
1419         return NULL;
1420 }
1421
1422 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1423                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1424 {
1425         return (struct isl_basic_set *)
1426                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1427                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1428 }
1429
1430 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1431                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1432                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1433 {
1434         struct isl_basic_map *ext;
1435         unsigned flags;
1436         int dims_ok;
1437
1438         if (!dim)
1439                 goto error;
1440
1441         if (!base)
1442                 goto error;
1443
1444         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1445                   base->extra >= base->n_div + extra;
1446
1447         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1448                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1449                 isl_space_free(dim);
1450                 return base;
1451         }
1452
1453         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1454         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1455         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1456         extra += base->extra;
1457         n_eq += base->n_eq;
1458         n_ineq += base->n_ineq;
1459
1460         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1461         dim = NULL;
1462         if (!ext)
1463                 goto error;
1464
1465         if (dims_ok)
1466                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1467         flags = base->flags;
1468         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1469         if (ext) {
1470                 ext->flags = flags;
1471                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1472         }
1473
1474         return ext;
1475
1476 error:
1477         isl_space_free(dim);
1478         isl_basic_map_free(base);
1479         return NULL;
1480 }
1481
1482 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1483                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1484                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1485 {
1486         return (struct isl_basic_set *)
1487                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1488                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1489 }
1490
1491 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1492                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1493 {
1494         if (!base)
1495                 return NULL;
1496         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1497                                         0, n_eq, n_ineq);
1498 }
1499
1500 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1501                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1502                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1503 {
1504         struct isl_basic_map *bmap;
1505         isl_space *dim;
1506
1507         if (!base)
1508                 return NULL;
1509         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1510         if (!dim)
1511                 goto error;
1512
1513         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1514         return bmap;
1515 error:
1516         isl_basic_map_free(base);
1517         return NULL;
1518 }
1519
1520 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1521                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1522                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1526                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1527 }
1528
1529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1530                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1531 {
1532         return (struct isl_basic_set *)
1533                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1534                                                     n_eq, n_ineq);
1535 }
1536
1537 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1538 {
1539         return (struct isl_basic_set *)
1540                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1541 }
1542
1543 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1544 {
1545         if (!bmap)
1546                 return NULL;
1547
1548         if (bmap->ref > 1) {
1549                 bmap->ref--;
1550                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1551         }
1552         if (bmap)
1553                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1554         return bmap;
1555 }
1556
1557 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1558 {
1559         if (!set)
1560                 return NULL;
1561
1562         if (set->ref == 1)
1563                 return set;
1564         set->ref--;
1565         return isl_set_dup(set);
1566 }
1567
1568 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1569 {
1570         if (!map)
1571                 return NULL;
1572
1573         if (map->ref == 1)
1574                 return map;
1575         map->ref--;
1576         return isl_map_dup(map);
1577 }
1578
1579 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1580                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1581 {
1582         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1583         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1584         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1585 }
1586
1587 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1588         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1589 {
1590         int i;
1591         struct isl_blk blk;
1592
1593         if (!bmap)
1594                 goto error;
1595
1596         isl_assert(bmap->ctx,
1597                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1598
1599         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1600                 return bmap;
1601
1602         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1603         if (!bmap)
1604                 return NULL;
1605
1606         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1607         if (isl_blk_is_error(blk))
1608                 goto error;
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1611                 swap_vars(blk,
1612                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1613
1614         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1615                 swap_vars(blk,
1616                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1617
1618         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1619                 swap_vars(blk,
1620                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1621
1622         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1623
1624         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1625         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1626         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1627 error:
1628         isl_basic_map_free(bmap);
1629         return NULL;
1630 }
1631
1632 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1633         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1634 {
1635         unsigned dim;
1636         unsigned nparam;
1637
1638         if (!bset)
1639                 return NULL;
1640
1641         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1642         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1643         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1644
1645         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1646 error:
1647         isl_basic_set_free(bset);
1648         return NULL;
1649 }
1650
1651 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1652 {
1653         int i = 0;
1654         unsigned total;
1655         if (!bmap)
1656                 goto error;
1657         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1658         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1659         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1660         if (bmap->n_eq > 0)
1661                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1662         else {
1663                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1664                 if (i < 0)
1665                         goto error;
1666         }
1667         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1668         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1669         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1670         isl_vec_free(bmap->sample);
1671         bmap->sample = NULL;
1672         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1673 error:
1674         isl_basic_map_free(bmap);
1675         return NULL;
1676 }
1677
1678 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1679 {
1680         return (struct isl_basic_set *)
1681                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1682 }
1683
1684 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" (without modifying any of the constraints
1685  * of "bmap").
1686  */
1687 static void swap_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1688 {
1689         isl_int *t = bmap->div[a];
1690         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1691         bmap->div[b] = t;
1692 }
1693
1694 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" and adjust the constraints and
1695  * div definitions accordingly.
1696  */
1697 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1698 {
1699         int i;
1700         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1701
1702         swap_div(bmap, a, b);
1703
1704         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1705                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1706
1707         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1708                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1709
1710         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1711                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1712         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1713 }
1714
1715 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1716  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1717  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1718  */
1719 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1720         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1721 {
1722         int i;
1723
1724         if (!map)
1725                 return NULL;
1726         if (n == 0)
1727                 return map;
1728
1729         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1730                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1731                         "index out of bounds", goto error);
1732
1733         map = isl_map_cow(map);
1734         if (!map)
1735                 return NULL;
1736
1737         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1738                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1739                 if (!map->p[i])
1740                         goto error;
1741         }
1742         return map;
1743 error:
1744         isl_map_free(map);
1745         return NULL;
1746 }
1747
1748 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1749  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1750  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1751  */
1752 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1753         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1754 {
1755         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1756 }
1757
1758 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1759  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1760  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1761  */
1762 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1763         unsigned first, unsigned n)
1764 {
1765         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1766 }
1767
1768 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1769         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1770 {
1771         if (!bmap)
1772                 return NULL;
1773         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1774                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1775         if (!bmap)
1776                 return NULL;
1777         bmap->n_div = 0;
1778         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1779 }
1780
1781 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1782         __isl_take isl_basic_set *bset)
1783 {
1784         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1785                         (struct isl_basic_map *)bset);
1786 }
1787
1788 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1789 {
1790         int i;
1791
1792         if (!map)
1793                 return NULL;
1794         if (map->n == 0)
1795                 return map;
1796
1797         map = isl_map_cow(map);
1798         if (!map)
1799                 return NULL;
1800         
1801         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1802                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1803                 if (!map->p[i])
1804                         goto error;
1805         }
1806         return map;
1807 error:
1808         isl_map_free(map);
1809         return NULL;
1810 }
1811
1812 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1813 {
1814         return isl_map_remove_divs(set);
1815 }
1816
1817 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1818         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1819 {
1820         if (!bmap)
1821                 return NULL;
1822         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1823                         goto error);
1824         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1825                 return bmap;
1826         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1827                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1828         if (!bmap)
1829                 return bmap;
1830         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1831                 return bmap;
1832         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1833         return bmap;
1834 error:
1835         isl_basic_map_free(bmap);
1836         return NULL;
1837 }
1838
1839 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1840  * any of the given variables.
1841  */
1842 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1843         unsigned first, unsigned n)
1844 {
1845         int i;
1846         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1847
1848         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1849                 return 0;
1850         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1851                 return 1;
1852
1853         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1854                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1855                         continue;
1856                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1857                         return 1;
1858         }
1859
1860         return 0;
1861 }
1862
1863 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1864  * based on inequality "i".
1865  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1866  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1867  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1868  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1869  *
1870  * The calling function has already checked that the inequality does not
1871  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1872  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1873  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1874  *
1875  * Let "div" be of the form
1876  *
1877  *      q = floor((a + f(x))/d)
1878  *
1879  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1880  *
1881  *      b + f(x) >= 0
1882  *
1883  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1884  * However, we allow a slightly more general form
1885  *
1886  *      b + g(x) >= 0
1887  *
1888  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1889  * divisible by d.
1890  * Rewriting this constraint as
1891  *
1892  *      0 >= -b - g(x)
1893  *
1894  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1895  *
1896  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1897  *
1898  * Taking the floor on both sides, we obtain
1899  *
1900  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1901  *
1902  * or
1903  *
1904  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1905  *
1906  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1907  *
1908  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1909  *
1910  */
1911 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1912         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1913         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1914 {
1915         int j;
1916
1917         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1918                 if (lb) {
1919                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1920                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1921                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1922                 }
1923                 if (ub) {
1924                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1925                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1926                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1927                 }
1928         }
1929         if (!lb && !ub)
1930                 return bmap;
1931
1932         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1933         if (lb) {
1934                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1935                 if (k < 0)
1936                         goto error;
1937                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1938                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1939                                         bmap->div[div][1 + j]);
1940                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1941                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1942                 }
1943                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1944         }
1945         if (ub) {
1946                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1947                 if (k < 0)
1948                         goto error;
1949                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1950                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1951                                         bmap->div[div][1 + j]);
1952                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1953                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1954                 }
1955                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1956         }
1957
1958         return bmap;
1959 error:
1960         isl_basic_map_free(bmap);
1961         return NULL;
1962 }
1963
1964 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1965  * using Fourier-Motzkin.
1966  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1967  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1968  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1969  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1970  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1971  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1972  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1973  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1974  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1975  * on "div".
1976  *
1977  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1978  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1979  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1980  * Consider, for example, the set
1981  *
1982  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1983  *
1984  * The second constraint can be rewritten as
1985  *
1986  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1987  *
1988  * from which we can derive
1989  *
1990  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1991  *
1992  * or
1993  *
1994  *      i + 2j <= 3 + 2k
1995  *
1996  * Combined with the first constraint, we obtain
1997  *
1998  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1999  *
2000  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
2001  * the first constraint, we obtain
2002  *
2003  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
2004  *
2005  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
2006  *
2007  *      k >= -2
2008  */
2009 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
2010         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
2011 {
2012         int i;
2013         int check_lb, check_ub;
2014         isl_int v;
2015         unsigned total;
2016
2017         if (!bmap)
2018                 return NULL;
2019
2020         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2021                 return bmap;
2022
2023         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2024
2025         check_lb = 0;
2026         check_ub = 0;
2027         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2028                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2029                 if (s > 0)
2030                         check_ub = 1;
2031                 if (s < 0)
2032                         check_lb = 1;
2033         }
2034
2035         if (!check_lb && !check_ub)
2036                 return bmap;
2037
2038         isl_int_init(v);
2039
2040         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2041                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2042                         continue;
2043
2044                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2045                                                         check_lb, check_ub);
2046         }
2047
2048         isl_int_clear(v);
2049
2050         return bmap;
2051 }
2052
2053 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2054  * in their definitions.
2055  */
2056 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2057         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2058         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2059 {
2060         int i;
2061
2062         if (!bmap)
2063                 return NULL;
2064         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2065                         goto error);
2066         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2067
2068         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2069                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2070                         continue;
2071                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2072                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2073                 if (!bmap)
2074                         return NULL;
2075                 i = bmap->n_div;
2076         }
2077
2078         return bmap;
2079 error:
2080         isl_basic_map_free(bmap);
2081         return NULL;
2082 }
2083
2084 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2085         __isl_take isl_basic_set *bset,
2086         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2087 {
2088         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2089 }
2090
2091 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2092         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2093 {
2094         int i;
2095
2096         if (!map)
2097                 return NULL;
2098         if (map->n == 0)
2099                 return map;
2100
2101         map = isl_map_cow(map);
2102         if (!map)
2103                 return NULL;
2104
2105         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2106                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2107                                                                 type, first, n);
2108                 if (!map->p[i])
2109                         goto error;
2110         }
2111         return map;
2112 error:
2113         isl_map_free(map);
2114         return NULL;
2115 }
2116
2117 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2118         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2119 {
2120         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2121                                                               type, first, n);
2122 }
2123
2124 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2125  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2126  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2127  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2128  * div.
2129  */
2130 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2131         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2132 {
2133         int i;
2134
2135         if (!bmap)
2136                 return -1;
2137
2138         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2139                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2140                         "index out of bounds", return -1);
2141
2142         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2143         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2144                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2145                         return 1;
2146         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2147                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2148                         return 1;
2149         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2150                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2151                         continue;
2152                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2153                         return 1;
2154         }
2155
2156         return 0;
2157 }
2158
2159 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2160         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2161 {
2162         int i;
2163
2164         if (!map)
2165                 return -1;
2166
2167         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2168                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2169                         "index out of bounds", return -1);
2170
2171         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2172                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2173                                                             type, first, n);
2174                 if (involves < 0 || involves)
2175                         return involves;
2176         }
2177
2178         return 0;
2179 }
2180
2181 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2182         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2183 {
2184         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2185 }
2186
2187 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2188         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2189 {
2190         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2191 }
2192
2193 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2194  * on unknown divs.
2195  */
2196 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2197 {
2198         int i;
2199         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2200
2201         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2202                 return 1;
2203
2204         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2205                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2206                         continue;
2207                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2208                         return 1;
2209         }
2210
2211         return 0;
2212 }
2213
2214 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2215  */
2216 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2217         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2218 {
2219         int i;
2220
2221         if (!bmap)
2222                 return NULL;
2223
2224         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2225                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2226                         continue;
2227                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2228                 if (!bmap)
2229                         return NULL;
2230                 i = bmap->n_div;
2231         }
2232
2233         return bmap;
2234 }
2235
2236 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2237  */
2238 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2239         __isl_take isl_basic_set *bset)
2240 {
2241         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2242 }
2243
2244 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2245 {
2246         int i;
2247
2248         if (!map)
2249                 return NULL;
2250         if (map->n == 0)
2251                 return map;
2252
2253         map = isl_map_cow(map);
2254         if (!map)
2255                 return NULL;
2256
2257         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2258                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2259                 if (!map->p[i])
2260                         goto error;
2261         }
2262         return map;
2263 error:
2264         isl_map_free(map);
2265         return NULL;
2266 }
2267
2268 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2269 {
2270         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2271 }
2272
2273 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2274         __isl_take isl_basic_set *bset,
2275         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2276 {
2277         return (isl_basic_set *)
2278             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2279 }
2280
2281 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2282         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2283 {
2284         int i;
2285
2286         if (n == 0)
2287                 return map;
2288
2289         map = isl_map_cow(map);
2290         if (!map)
2291                 return NULL;
2292         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2293         
2294         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2295                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2296                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2297                 if (!map->p[i])
2298                         goto error;
2299         }
2300         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2301         return map;
2302 error:
2303         isl_map_free(map);
2304         return NULL;
2305 }
2306
2307 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2308         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2309 {
2310         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2311 }
2312
2313 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2314 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2315         unsigned first, unsigned n)
2316 {
2317         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2318 }
2319
2320 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2321                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2322 {
2323         const char *name;
2324         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2325         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2326         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2327         if (!pos)
2328                 isl_int_print(out, c, 0);
2329         else {
2330                 if (!isl_int_is_one(c))
2331                         isl_int_print(out, c, 0);
2332                 if (pos < 1 + nparam) {
2333                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2334                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2335                         if (name)
2336                                 fprintf(out, "%s", name);
2337                         else
2338                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2339                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2340                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2341                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2342                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2343                 else
2344                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2345         }
2346 }
2347
2348 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2349                                 int sign, FILE *out)
2350 {
2351         int i;
2352         int first;
2353         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2354         isl_int v;
2355
2356         isl_int_init(v);
2357         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2358                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2359                         continue;
2360                 if (!first)
2361                         fprintf(out, " + ");
2362                 first = 0;
2363                 isl_int_abs(v, c[i]);
2364                 dump_term(bmap, v, i, out);
2365         }
2366         isl_int_clear(v);
2367         if (first)
2368                 fprintf(out, "0");
2369 }
2370
2371 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2372                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2373 {
2374         int i;
2375
2376         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2377
2378         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2379         fprintf(out, " %s ", op);
2380         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2381
2382         fprintf(out, "\n");
2383
2384         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2385                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2386                         continue;
2387                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2388                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2389                 abort();
2390         }
2391 }
2392
2393 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2394                                 isl_int **c, unsigned n,
2395                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2396 {
2397         int i;
2398
2399         for (i = 0; i < n; ++i)
2400                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2401 }
2402
2403 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2404 {
2405         int j;
2406         int first = 1;
2407         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2408
2409         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2410                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2411                         continue;
2412                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2413                         fprintf(out, "+");
2414                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2415                 first = 0;
2416         }
2417 }
2418
2419 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2420 {
2421         int i;
2422
2423         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2424         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2425
2426         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2427                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2428                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2429                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2430                 fprintf(out, ")/");
2431                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2432                 fprintf(out, "]\n");
2433         }
2434 }
2435
2436 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2437         FILE *out, int indent)
2438 {
2439         if (!bset) {
2440                 fprintf(out, "null basic set\n");
2441                 return;
2442         }
2443
2444         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2445         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2446                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2447                         bset->extra, bset->flags);
2448         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2449 }
2450
2451 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2452         FILE *out, int indent)
2453 {
2454         if (!bmap) {
2455                 fprintf(out, "null basic map\n");
2456                 return;
2457         }
2458
2459         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2460         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2461                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2462                 bmap->ref,
2463                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2464                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2465         dump(bmap, out, indent);
2466 }
2467
2468 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2469 {
2470         unsigned total;
2471         if (!bmap)
2472                 return -1;
2473         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2474         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2475         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2476         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2477         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2478         return 0;
2479 }
2480
2481 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2482         unsigned flags)
2483 {
2484         struct isl_set *set;
2485
2486         if (!dim)
2487                 return NULL;
2488         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2489         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2490         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2491                         sizeof(struct isl_set) +
2492                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2493         if (!set)
2494                 goto error;
2495
2496         set->ctx = dim->ctx;
2497         isl_ctx_ref(set->ctx);
2498         set->ref = 1;
2499         set->size = n;
2500         set->n = 0;
2501         set->dim = dim;
2502         set->flags = flags;
2503         return set;
2504 error:
2505         isl_space_free(dim);
2506         return NULL;
2507 }
2508
2509 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2510                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2511 {
2512         struct isl_set *set;
2513         isl_space *dims;
2514
2515         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2516         if (!dims)
2517                 return NULL;
2518
2519         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2520         return set;
2521 }
2522
2523 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2524  */
2525 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2526 {
2527         int i;
2528         struct isl_map *grown = NULL;
2529
2530         if (!map)
2531                 return NULL;
2532         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2533         if (map->n + n <= map->size)
2534                 return map;
2535         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2536         if (!grown)
2537                 goto error;
2538         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2539                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2540                 if (!grown->p[i])
2541                         goto error;
2542                 grown->n++;
2543         }
2544         isl_map_free(map);
2545         return grown;
2546 error:
2547         isl_map_free(grown);
2548         isl_map_free(map);
2549         return NULL;
2550 }
2551
2552 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2553  */
2554 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2555 {
2556         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2557 }
2558
2559 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2560 {
2561         int i;
2562         struct isl_set *dup;
2563
2564         if (!set)
2565                 return NULL;
2566
2567         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2568         if (!dup)
2569                 return NULL;
2570         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2571                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2572         return dup;
2573 }
2574
2575 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2576 {
2577         return isl_map_from_basic_map(bset);
2578 }
2579
2580 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2581 {
2582         struct isl_map *map;
2583
2584         if (!bmap)
2585                 return NULL;
2586
2587         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2588         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2589 }
2590
2591 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2592                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2593 {
2594         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2595                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2596 }
2597
2598 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2599 {
2600         int i;
2601
2602         if (!set)
2603                 return NULL;
2604
2605         if (--set->ref > 0)
2606                 return NULL;
2607
2608         isl_ctx_deref(set->ctx);
2609         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2610                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2611         isl_space_free(set->dim);
2612         free(set);
2613
2614         return NULL;
2615 }
2616
2617 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2618 {
2619         int i;
2620
2621         if (!set) {
2622                 fprintf(out, "null set\n");
2623                 return;
2624         }
2625
2626         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2627         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2628                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2629                         set->flags);
2630         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2631                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2632                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2633                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2634         }
2635 }
2636
2637 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2638 {
2639         int i;
2640
2641         if (!map) {
2642                 fprintf(out, "null map\n");
2643                 return;
2644         }
2645
2646         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2647         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2648                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2649                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2650                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2651         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2652                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2653                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2654                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2655         }
2656 }
2657
2658 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2659                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2660 {
2661         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2662
2663         if (!bmap || !bset)
2664                 goto error;
2665
2666         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2667                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2668
2669         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2670                 isl_assert(bset->ctx,
2671                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2672
2673         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2674         if (!bmap)
2675                 goto error;
2676         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2677                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2678         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2679         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2680
2681         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2682         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2683 error:
2684         isl_basic_map_free(bmap);
2685         isl_basic_set_free(bset);
2686         return NULL;
2687 }
2688
2689 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2690                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2691 {
2692         struct isl_basic_map *bmap_range;
2693
2694         if (!bmap || !bset)
2695                 goto error;
2696
2697         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2698                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2699
2700         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2701                 isl_assert(bset->ctx,
2702                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2703
2704         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2705                 isl_basic_set_free(bset);
2706                 return bmap;
2707         }
2708
2709         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2710         if (!bmap)
2711                 goto error;
2712         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2713                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2714         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2715         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2716
2717         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2718         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2719 error:
2720         isl_basic_map_free(bmap);
2721         isl_basic_set_free(bset);
2722         return NULL;
2723 }
2724
2725 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2726 {
2727         int i;
2728         unsigned total;
2729         isl_int s;
2730
2731         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2732         if (total != vec->size)
2733                 return -1;
2734
2735         isl_int_init(s);
2736
2737         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2738                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2739                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2740                         isl_int_clear(s);
2741                         return 0;
2742                 }
2743         }
2744
2745         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2746                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2747                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2748                         isl_int_clear(s);
2749                         return 0;
2750                 }
2751         }
2752
2753         isl_int_clear(s);
2754
2755         return 1;
2756 }
2757
2758 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2759 {
2760         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2761 }
2762
2763 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2764                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2765 {
2766         struct isl_vec *sample = NULL;
2767
2768         if (!bmap1 || !bmap2)
2769                 goto error;
2770
2771         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2772                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2773         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2774                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2775             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2776                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2777                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2778
2779         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2780                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2781                 isl_assert(bmap1->ctx,
2782                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2783
2784         if (bmap1->sample &&
2785             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2786             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2787                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2788         else if (bmap2->sample &&
2789             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2790             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2791                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2792
2793         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2794         if (!bmap1)
2795                 goto error;
2796         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2797                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2798         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2799
2800         if (!bmap1)
2801                 isl_vec_free(sample);
2802         else if (sample) {
2803                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2804                 bmap1->sample = sample;
2805         }
2806
2807         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2808         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2809 error:
2810         if (sample)
2811                 isl_vec_free(sample);
2812         isl_basic_map_free(bmap1);
2813         isl_basic_map_free(bmap2);
2814         return NULL;
2815 }
2816
2817 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2818                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2819 {
2820         return (struct isl_basic_set *)
2821                 isl_basic_map_intersect(
2822                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2823                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2824 }
2825
2826 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2827         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2828 {
2829         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2830 }
2831
2832 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2833  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2834  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2835  * added to the other map.
2836  */
2837 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2838         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2839 {
2840         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2841         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2842         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2843         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2844
2845         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2846                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2847
2848         isl_assert(map2->ctx,
2849                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2850
2851         map1 = isl_map_cow(map1);
2852         if (!map1)
2853                 goto error;
2854         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2855                 isl_map_free(map2);
2856                 return map1;
2857         }
2858         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2859         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2860                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2861         else
2862                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2863                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2864
2865         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2866         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2867         if (!map1->p[0])
2868                 goto error;
2869
2870         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2871                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2872                 map1->n = 0;
2873         }
2874
2875         isl_map_free(map2);
2876
2877         return map1;
2878 error:
2879         isl_map_free(map1);
2880         isl_map_free(map2);
2881         return NULL;
2882 }
2883
2884 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2885  * space as map1.
2886  */
2887 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2888         __isl_take isl_map *map2)
2889 {
2890         unsigned flags = 0;
2891         isl_map *result;
2892         int i, j;
2893
2894         if (!map1 || !map2)
2895                 goto error;
2896
2897         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2898              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2899             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2900                 isl_map_free(map2);
2901                 return map1;
2902         }
2903         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2904              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2905             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2906                 isl_map_free(map1);
2907                 return map2;
2908         }
2909
2910         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2911             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2912             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2913             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2914              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2915                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2916
2917         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2918                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2919                 isl_assert(map1->ctx,
2920                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2921
2922         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2923             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2924                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2925
2926         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2927                                 map1->n * map2->n, flags);
2928         if (!result)
2929                 goto error;
2930         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2931                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2932                         struct isl_basic_map *part;
2933                         part = isl_basic_map_intersect(
2934                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2935                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2936                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2937                                 part = isl_basic_map_free(part);
2938                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2939                         if (!result)
2940                                 goto error;
2941                 }
2942         isl_map_free(map1);
2943         isl_map_free(map2);
2944         return result;
2945 error:
2946         isl_map_free(map1);
2947         isl_map_free(map2);
2948         return NULL;
2949 }
2950
2951 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2952         __isl_take isl_map *map2)
2953 {
2954         if (!map1 || !map2)
2955                 goto error;
2956         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2957                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2958                         "spaces don't match", goto error);
2959         return map_intersect_internal(map1, map2);
2960 error:
2961         isl_map_free(map1);
2962         isl_map_free(map2);
2963         return NULL;
2964 }
2965
2966 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2967         __isl_take isl_map *map2)
2968 {
2969         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2970 }
2971
2972 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2973 {
2974         return (struct isl_set *)
2975                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2976                                   (struct isl_map *)set2);
2977 }
2978
2979 /* map_intersect_internal accepts intersections
2980  * with parameter domains, so we can just call that function.
2981  */
2982 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2983                 __isl_take isl_set *params)
2984 {
2985         return map_intersect_internal(map, params);
2986 }
2987
2988 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2989         __isl_take isl_map *map2)
2990 {
2991         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2992 }
2993
2994 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2995                 __isl_take isl_set *params)
2996 {
2997         return isl_map_intersect_params(set, params);
2998 }
2999
3000 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
3001 {
3002         isl_space *dim;
3003         struct isl_basic_set *bset;
3004         unsigned in;
3005
3006         if (!bmap)
3007                 return NULL;
3008         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3009         if (!bmap)
3010                 return NULL;
3011         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
3012         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3013         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3014         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
3015         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
3016 }
3017
3018 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
3019         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3020 {
3021         isl_space *space;
3022
3023         if (!bmap)
3024                 return NULL;
3025         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3026                 return bmap;
3027
3028         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3029         space = isl_space_reset(space, type);
3030         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3031         return bmap;
3032 }
3033
3034 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3035         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3036         unsigned pos, unsigned n)
3037 {
3038         isl_space *res_dim;
3039         struct isl_basic_map *res;
3040         struct isl_dim_map *dim_map;
3041         unsigned total, off;
3042         enum isl_dim_type t;
3043
3044         if (n == 0)
3045                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3046
3047         if (!bmap)
3048                 return NULL;
3049
3050         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3051
3052         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3053         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3054         off = 0;
3055         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3056                 if (t != type) {
3057                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3058                 } else {
3059                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3060                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3061                                                 0, pos, off);
3062                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3063                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3064                 }
3065                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3066         }
3067         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3068
3069         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3070                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3071         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3072                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3073         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3074                 isl_basic_map_free(bmap);
3075                 free(dim_map);
3076                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3077         }
3078         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3079         return isl_basic_map_finalize(res);
3080 }
3081
3082 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3083         __isl_take isl_basic_set *bset,
3084         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3085 {
3086         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3087 }
3088
3089 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3090                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3091 {
3092         if (!bmap)
3093                 return NULL;
3094         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3095                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3096 }
3097
3098 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3099                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3100 {
3101         if (!bset)
3102                 return NULL;
3103         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3104         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3105 error:
3106         isl_basic_set_free(bset);
3107         return NULL;
3108 }
3109
3110 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3111         enum isl_dim_type type)
3112 {
3113         isl_space *space;
3114
3115         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3116                 return map;
3117
3118         space = isl_map_get_space(map);
3119         space = isl_space_reset(space, type);
3120         map = isl_map_reset_space(map, space);
3121         return map;
3122 }
3123
3124 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3125                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3126 {
3127         int i;
3128
3129         if (n == 0)
3130                 return map_space_reset(map, type);
3131
3132         map = isl_map_cow(map);
3133         if (!map)
3134                 return NULL;
3135
3136         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3137         if (!map->dim)
3138                 goto error;
3139
3140         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3141                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3142                 if (!map->p[i])
3143                         goto error;
3144         }
3145
3146         return map;
3147 error:
3148         isl_map_free(map);
3149         return NULL;
3150 }
3151
3152 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3153                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3154 {
3155         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3156 }
3157
3158 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3159                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3160 {
3161         if (!map)
3162                 return NULL;
3163         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3164 }
3165
3166 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3167                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3168 {
3169         if (!set)
3170                 return NULL;
3171         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3172         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3173 error:
3174         isl_set_free(set);
3175         return NULL;
3176 }
3177
3178 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3179         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3180         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3181         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3182 {
3183         struct isl_dim_map *dim_map;
3184         struct isl_basic_map *res;
3185         enum isl_dim_type t;
3186         unsigned total, off;
3187
3188         if (!bmap)
3189                 return NULL;
3190         if (n == 0)
3191                 return bmap;
3192
3193         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3194                 goto error);
3195
3196         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3197                 return bmap;
3198
3199         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3200
3201         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3202             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3203                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3204                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3205                 if (!bmap)
3206                         return NULL;
3207
3208                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3209                                                 src_type, src_pos, n);
3210                 if (!bmap->dim)
3211                         goto error;
3212
3213                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3214
3215                 return bmap;
3216         }
3217
3218         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3219         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3220
3221         off = 0;
3222         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3223                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3224                 if (t == dst_type) {
3225                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3226                                             0, dst_pos, off);
3227                         off += dst_pos;
3228                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3229                                             src_pos, n, off);
3230                         off += n;
3231                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3232                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3233                         off += size - dst_pos;
3234                 } else if (t == src_type) {
3235                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3236                                             0, src_pos, off);
3237                         off += src_pos;
3238                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3239                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3240                         off += size - src_pos - n;
3241                 } else {
3242                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3243                         off += size;
3244                 }
3245         }
3246         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3247
3248         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3249                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3250         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3251         if (!bmap)
3252                 goto error;
3253
3254         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3255                                         src_type, src_pos, n);
3256         if (!bmap->dim)
3257                 goto error;
3258
3259         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3260         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3261         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3262
3263         return bmap;
3264 error:
3265         isl_basic_map_free(bmap);
3266         return NULL;
3267 }
3268
3269 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3270         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3271         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3272 {
3273         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3274                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3275 }
3276
3277 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3278         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3279         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3280 {
3281         if (!set)
3282                 return NULL;
3283         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3284         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3285                                         src_type, src_pos, n);
3286 error:
3287         isl_set_free(set);
3288         return NULL;
3289 }
3290
3291 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3292         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3293         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3294 {
3295         int i;
3296
3297         if (!map)
3298                 return NULL;
3299         if (n == 0)
3300                 return map;
3301
3302         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3303                 goto error);
3304
3305         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3306                 return map;
3307
3308         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3309
3310         map = isl_map_cow(map);
3311         if (!map)
3312                 return NULL;
3313
3314         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3315         if (!map->dim)
3316                 goto error;
3317
3318         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3319                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3320                                                 dst_type, dst_pos,
3321                                                 src_type, src_pos, n);
3322                 if (!map->p[i])
3323                         goto error;
3324         }
3325
3326         return map;
3327 error:
3328         isl_map_free(map);
3329         return NULL;
3330 }
3331
3332 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3333  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3334  * That's the responsibility of the caller.
3335  */
3336 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3337         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3338 {
3339         struct isl_dim_map *dim_map;
3340         struct isl_basic_map *res;
3341         enum isl_dim_type t;
3342         unsigned total, off;
3343
3344         if (!bmap)
3345                 return NULL;
3346         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3347                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3348                 return bmap;
3349
3350         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3351         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3352
3353         off = 0;
3354         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3355                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3356                 if (t == type) {
3357                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3358                                             0, first, off);
3359                         off += first;
3360                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3361                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3362                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3363                                             first + n, size - (first + n), off);
3364                         off += size - (first + n);
3365                 } else {
3366                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3367                         off += size;
3368                 }
3369         }
3370         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3371
3372         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3373                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3374         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3375         return res;
3376 }
3377
3378 /* Insert "n" rows in the divs of "bmap".
3379  *
3380  * The number of columns is not changed, which means that the last
3381  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the new divs.
3382  * The space of "bmap" is not adjusted, however, which means
3383  * that "bmap" is left in an inconsistent state.  Removing "n" dimensions
3384  * from the space of "bmap" is the responsibility of the caller.
3385  */
3386 static __isl_give isl_basic_map *insert_div_rows(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3387         int n)
3388 {
3389         int i;
3390         size_t row_size;
3391         isl_int **new_div;
3392         isl_int *old;
3393
3394         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3395         if (!bmap)
3396                 return NULL;
3397
3398         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3399         old = bmap->block2.data;
3400         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3401                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3402         if (!bmap->block2.data)
3403                 return isl_basic_map_free(bmap);
3404         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3405         if (!new_div)
3406                 return isl_basic_map_free(bmap);
3407         for (i = 0; i < n; ++i) {
3408                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3409                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3410                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3411         }
3412         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3413                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3414         free(bmap->div);
3415         bmap->div = new_div;
3416         bmap->n_div += n;
3417         bmap->extra += n;
3418
3419         return bmap;
3420 }
3421
3422 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3423  * into existentially quantified variables.
3424  */
3425 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3426                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3427                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3428 {
3429         if (n == 0)
3430                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3431
3432         if (!bmap)
3433                 return NULL;
3434
3435         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3436                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3437
3438         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3439                         goto error);
3440
3441         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3442         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3443         bmap = insert_div_rows(bmap, n);
3444         if (!bmap)
3445                 return NULL;
3446
3447         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3448         if (!bmap->dim)
3449                 goto error;
3450         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3451         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3452         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3453 error:
3454         isl_basic_map_free(bmap);
3455         return NULL;
3456 }
3457
3458 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3459  * into existentially quantified variables.
3460  */
3461 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3462                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3463 {
3464         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3465                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3466 }
3467
3468 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3469  * into existentially quantified variables.
3470  */
3471 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3472                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3473 {
3474         int i;
3475
3476         if (!map)
3477                 return NULL;
3478
3479         if (n == 0)
3480                 return map_space_reset(map, type);
3481
3482         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3483
3484         map = isl_map_cow(map);
3485         if (!map)
3486                 return NULL;
3487
3488         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3489         if (!map->dim)
3490                 goto error;
3491
3492         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3493                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3494                 if (!map->p[i])
3495                         goto error;
3496         }
3497
3498         return map;
3499 error:
3500         isl_map_free(map);
3501         return NULL;
3502 }
3503
3504 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3505  * into existentially quantified variables.
3506  */
3507 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3508                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3509 {
3510         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3511 }
3512
3513 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3514 {
3515         int i, j;
3516
3517         for (i = 0; i < n; ++i) {
3518                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3519                 if (j < 0)
3520                         goto error;
3521                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3522         }
3523         return bmap;
3524 error:
3525         isl_basic_map_free(bmap);
3526         return NULL;
3527 }
3528
3529 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3530                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3531 {
3532         isl_space *dim_result = NULL;
3533         struct isl_basic_map *bmap;
3534         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3535         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3536
3537         if (!bmap1 || !bmap2)
3538                 goto error;
3539
3540         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3541                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3542
3543         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3544         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3545         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3546         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3547
3548         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3549         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3550         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3551         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3552         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3553         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3554         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3555         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3556         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3557         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3558         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3559
3560         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3561                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3562                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3563                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3564         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3565         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3566         bmap = add_divs(bmap, n);
3567         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3568         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3569         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3570 error:
3571         isl_basic_map_free(bmap1);
3572         isl_basic_map_free(bmap2);
3573         return NULL;
3574 }
3575
3576 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3577                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3578 {
3579         if (!bset || !bmap)
3580                 goto error;
3581
3582         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3583                     goto error);
3584
3585         return (struct isl_basic_set *)
3586                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3587 error:
3588         isl_basic_set_free(bset);
3589         isl_basic_map_free(bmap);
3590         return NULL;
3591 }
3592
3593 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3594                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3595 {
3596         if (!bmap1 || !bmap2)
3597                 goto error;
3598
3599         isl_assert(bmap1->ctx,
3600             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3601         isl_assert(bmap1->ctx,
3602             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3603             goto error);
3604
3605         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3606         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3607         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3608 error:
3609         isl_basic_map_free(bmap1);
3610         isl_basic_map_free(bmap2);
3611         return NULL;
3612 }
3613
3614 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3615  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3616  */
3617 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3618                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3619 {
3620         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3621         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3622         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3623         int i;
3624
3625         if (!bmap1 || !bmap2)
3626                 goto error;
3627
3628         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3629                 goto error);
3630
3631         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3632         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3633         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3634
3635         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3636         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3637         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3638         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3639         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3640         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3641         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3642         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3643         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3644         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3645         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3646
3647         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3648                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3649                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3650                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3651         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3652                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3653                 if (j < 0)
3654                         goto error;
3655                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3656                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3657                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3658                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3659         }
3660         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3661         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3662         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3663
3664         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3665         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3666 error:
3667         isl_basic_map_free(bmap);
3668         isl_basic_map_free(bmap1);
3669         isl_basic_map_free(bmap2);
3670         return NULL;
3671 }
3672
3673 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3674  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3675  */
3676 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3677 {
3678         struct isl_map *result;
3679         int i, j;
3680
3681         if (!map1 || !map2)
3682                 goto error;
3683
3684         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3685
3686         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3687                                 map1->n * map2->n, 0);
3688         if (!result)
3689                 goto error;
3690         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3691                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3692                         struct isl_basic_map *part;
3693                         part = isl_basic_map_sum(
3694                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3695                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3696                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3697                                 isl_basic_map_free(part);
3698                         else
3699                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3700                         if (!result)
3701                                 goto error;
3702                 }
3703         isl_map_free(map1);
3704         isl_map_free(map2);
3705         return result;
3706 error:
3707         isl_map_free(map1);
3708         isl_map_free(map2);
3709         return NULL;
3710 }
3711
3712 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3713         __isl_take isl_set *set2)
3714 {
3715         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3716 }
3717
3718 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3719  */
3720 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3721 {
3722         int i, j;
3723         unsigned off, n;
3724
3725         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3726         if (!bmap)
3727                 return NULL;
3728
3729         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3730         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3731         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3732                 for (j = 0; j < n; ++j)
3733                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3734         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3735                 for (j = 0; j < n; ++j)
3736                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3737         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3738                 for (j = 0; j < n; ++j)
3739                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3740         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3741         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3742 }
3743
3744 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3745 {
3746         return isl_basic_map_neg(bset);
3747 }
3748
3749 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3750  */
3751 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3752 {
3753         int i;
3754
3755         map = isl_map_cow(map);
3756         if (!map)
3757                 return NULL;
3758
3759         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3760                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3761                 if (!map->p[i])
3762                         goto error;
3763         }
3764
3765         return map;
3766 error:
3767         isl_map_free(map);
3768         return NULL;
3769 }
3770
3771 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3772 {
3773         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3774 }
3775
3776 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3777  * A -> floor(f(A)/d).
3778  */
3779 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3780                 isl_int d)
3781 {
3782         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3783         struct isl_basic_map *result = NULL;
3784         struct isl_dim_map *dim_map;
3785         int i;
3786
3787         if (!bmap)
3788                 return NULL;
3789
3790         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3791         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3792         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3793
3794         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3795         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3796         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3797         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3798         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3799         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3800
3801         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3802                         bmap->n_div + n_out,
3803                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3804         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3805         result = add_divs(result, n_out);
3806         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3807                 int j;
3808                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3809                 if (j < 0)
3810                         goto error;
3811                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3812                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3813                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3814                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3815                 if (j < 0)
3816                         goto error;
3817                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3818                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3819                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3820                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3821         }
3822
3823         result = isl_basic_map_simplify(result);
3824         return isl_basic_map_finalize(result);
3825 error:
3826         isl_basic_map_free(result);
3827         return NULL;
3828 }
3829
3830 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3831  * A -> floor(f(A)/d).
3832  */
3833 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3834 {
3835         int i;
3836
3837         map = isl_map_cow(map);
3838         if (!map)
3839                 return NULL;
3840
3841         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3842         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3843         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3844                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3845                 if (!map->p[i])
3846                         goto error;
3847         }
3848
3849         return map;
3850 error:
3851         isl_map_free(map);
3852         return NULL;
3853 }
3854
3855 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3856 {
3857         int i;
3858         unsigned nparam;
3859         unsigned n_in;
3860
3861         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3862         if (i < 0)
3863                 goto error;
3864         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3865         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3866         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3867         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3868         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3869         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3870 error:
3871         isl_basic_map_free(bmap);
3872         return NULL;
3873 }
3874
3875 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3876  */
3877 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3878 {
3879         int i;
3880         unsigned nparam;
3881         unsigned n_in;
3882
3883         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3884         if (i < 0)
3885                 goto error;
3886         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3887         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3888         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3889         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3890         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3891         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3892         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3893 error:
3894         isl_basic_map_free(bmap);
3895         return NULL;
3896 }
3897
3898 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3899  */
3900 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3901         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3902 {
3903         int i;
3904         unsigned nparam;
3905         unsigned n_in;
3906
3907         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3908         if (i < 0)
3909                 goto error;
3910         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3911         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3912         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3913         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3914         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3915         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3916 error:
3917         isl_basic_map_free(bmap);
3918         return NULL;
3919 }
3920
3921 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3922  */
3923 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3924 {
3925         int i;
3926         unsigned nparam;
3927         unsigned n_in;
3928
3929         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3930         if (i < 0)
3931                 goto error;
3932         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3933         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3934         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3935         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3936         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3937         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3938         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3939 error:
3940         isl_basic_map_free(bmap);
3941         return NULL;
3942 }
3943
3944 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3945  */
3946 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3947         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3948 {
3949         int i;
3950         unsigned nparam;
3951         unsigned n_in;
3952
3953         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3954         if (i < 0)
3955                 goto error;
3956         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3957         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3958         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3959         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3960         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3961         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3962 error:
3963         isl_basic_map_free(bmap);
3964         return NULL;
3965 }
3966
3967 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3968         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3969 {
3970         int i;
3971         struct isl_basic_map *bmap;
3972         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3973         if (!bmap)
3974                 return NULL;
3975         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3976                 bmap = var_equal(bmap, i);
3977         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3978 }
3979
3980 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3981  */
3982 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3983         unsigned pos)
3984 {
3985         int i;
3986         struct isl_basic_map *bmap;
3987         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3988         if (!bmap)
3989                 return NULL;
3990         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3991                 bmap = var_equal(bmap, i);
3992         if (bmap)
3993                 bmap = var_less(bmap, pos);
3994         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3995 }
3996
3997 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3998  */
3999 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
4000         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4001 {
4002         int i;
4003         isl_basic_map *bmap;
4004
4005         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4006         for (i = 0; i < pos; ++i)
4007                 bmap = var_equal(bmap, i);
4008         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
4009         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4010 }
4011
4012 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
4013  */
4014 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
4015         unsigned pos)
4016 {
4017         int i;
4018         struct isl_basic_map *bmap;
4019         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4020         if (!bmap)
4021                 return NULL;
4022         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
4023                 bmap = var_equal(bmap, i);
4024         if (bmap)
4025                 bmap = var_more(bmap, pos);
4026         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4027 }
4028
4029 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
4030  */
4031 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
4032         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4033 {
4034         int i;
4035         isl_basic_map *bmap;
4036
4037         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4038         for (i = 0; i < pos; ++i)
4039                 bmap = var_equal(bmap, i);
4040         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4041         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4042 }
4043
4044 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4045         unsigned n, int equal)
4046 {
4047         struct isl_map *map;
4048         int i;
4049
4050         if (n == 0 && equal)
4051                 return isl_map_universe(dims);
4052
4053         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4054
4055         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4056                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4057                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4058         if (n > 0) {
4059                 if (equal)
4060                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4061                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4062                 else
4063                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4064                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4065         } else
4066                 isl_space_free(dims);
4067
4068         return map;
4069 }
4070
4071 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4072 {
4073         if (!dims)
4074                 return NULL;
4075         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4076 }
4077
4078 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4079 {
4080         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4081 }
4082
4083 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4084 {
4085         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4086 }
4087
4088 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4089 {
4090         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4091 }
4092
4093 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4094 {
4095         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4096 }
4097
4098 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4099         unsigned n, int equal)
4100 {
4101         struct isl_map *map;
4102         int i;
4103
4104         if (n == 0 && equal)
4105                 return isl_map_universe(dims);
4106
4107         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4108
4109         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4110                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4111                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4112         if (n > 0) {
4113                 if (equal)
4114                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4115                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4116                 else
4117                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4118                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4119         } else
4120                 isl_space_free(dims);
4121
4122         return map;
4123 }
4124
4125 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4126 {
4127         if (!dims)
4128                 return NULL;
4129         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4130 }
4131
4132 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4133 {
4134         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4135 }
4136
4137 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4138 {
4139         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4140 }
4141
4142 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4143 {
4144         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4145 }
4146
4147 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4148 {
4149         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4150 }
4151
4152 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4153         __isl_take isl_set *set2)
4154 {
4155         isl_map *map;
4156         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4157         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4158         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4159         return map;
4160 }
4161
4162 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4163         __isl_take isl_set *set2)
4164 {
4165         isl_map *map;
4166         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4167         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4168         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4169         return map;
4170 }
4171
4172 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4173         __isl_take isl_set *set2)
4174 {
4175         isl_map *map;
4176         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4177         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4178         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4179         return map;
4180 }
4181
4182 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4183         __isl_take isl_set *set2)
4184 {
4185         isl_map *map;
4186         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4187         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4188         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4189         return map;
4190 }
4191
4192 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4193         __isl_take isl_map *map2)
4194 {
4195         isl_map *map;
4196         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4197         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4198         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4199         return map;
4200 }
4201
4202 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4203         __isl_take isl_map *map2)
4204 {
4205         isl_map *map;
4206         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4207         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4208         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4209         return map;
4210 }
4211
4212 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4213         __isl_take isl_map *map2)
4214 {
4215         isl_map *map;
4216         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4217         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4218         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4219         return map;
4220 }
4221
4222 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4223         __isl_take isl_map *map2)
4224 {
4225         isl_map *map;
4226         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4227         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4228         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4229         return map;
4230 }
4231
4232 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4233         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4234 {
4235         struct isl_basic_map *bmap;
4236
4237         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4238         if (!bset || !dim)
4239                 goto error;
4240
4241         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4242         isl_space_free(bset->dim);
4243         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4244         bmap->dim = dim;
4245         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4246 error:
4247         isl_basic_set_free(bset);
4248         isl_space_free(dim);
4249         return NULL;
4250 }
4251
4252 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4253 {
4254         if (!bmap)
4255                 goto error;
4256         if (bmap->dim->n_in == 0)
4257                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4258         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4259         if (!bmap)
4260                 goto error;
4261         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4262         if (!bmap->dim)
4263                 goto error;
4264         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4265         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4266 error:
4267         isl_basic_map_free(bmap);
4268         return NULL;
4269 }
4270
4271 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4272  *
4273  *              f - m d >= 0
4274  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4275  *
4276  * Note that the second constraint is the negation of
4277  *
4278  *              f - m d >= n
4279  */
4280 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4281         unsigned pos, isl_int *div)
4282 {
4283         int i, j;
4284         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4285
4286         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4287         if (i < 0)
4288                 return -1;
4289         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4290         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4291
4292         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4293         if (j < 0)
4294                 return -1;
4295         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4296         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4297         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4298         return j;
4299 }
4300
4301 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4302         unsigned pos, isl_int *div)
4303 {
4304         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4305                                                         pos, div);
4306 }
4307
4308 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4309 {
4310         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4311         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4312
4313         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4314                                                         bmap->div[div]);
4315 }
4316
4317 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4318 {
4319         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4320 }
4321
4322 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4323                 struct isl_basic_map *bmap)
4324 {
4325         if (!bmap)
4326                 goto error;
4327         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4328             bmap->n_div == 0 &&
4329             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4330             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4331                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4332         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4333         if (!bmap)
4334                 goto error;
4335         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4336         if (!bmap->dim)
4337                 goto error;
4338         bmap->extra -= bmap->n_div;
4339         bmap->n_div = 0;
4340         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4341         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4342 error:
4343         isl_basic_map_free(bmap);
4344         return NULL;
4345 }
4346
4347 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4348                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4349 {
4350         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4351 }
4352
4353 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4354         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4355 {
4356         struct isl_basic_map *bmap;
4357         struct isl_ctx *ctx;
4358         unsigned total;
4359         int i;
4360
4361         if (!bset || !like)
4362                 goto error;
4363         ctx = bset->ctx;
4364         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4365         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4366         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4367                         goto error);
4368         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4369                 isl_basic_map_free(like);
4370                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4371         }
4372         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4373         if (!bset)
4374                 goto error;
4375         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4376         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4377         isl_space_free(bmap->dim);
4378         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4379         if (!bmap->dim)
4380                 goto error;
4381         bmap->n_div = like->n_div;
4382         bmap->extra += like->n_div;
4383         if (bmap->extra) {
4384                 unsigned ltotal;
4385                 isl_int **div;
4386                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4387                 if (ltotal > total)
4388                         ltotal = total;
4389                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4390                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4391                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4392                         goto error;
4393                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4394                 if (!div)
4395                         goto error;
4396                 bmap->div = div;
4397                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4398                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4399                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4400                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4401                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4402                 }
4403                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4404                                                         0, 2 * like->n_div);
4405                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4406                         if (!bmap)
4407                                 break;
4408                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4409                                 continue;
4410                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4411                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4412                 }
4413         }
4414         isl_basic_map_free(like);
4415         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4416         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4417         return bmap;
4418 error:
4419         isl_basic_map_free(like);
4420         isl_basic_set_free(bset);
4421         return NULL;
4422 }
4423
4424 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4425         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4426 {
4427         return (struct isl_basic_set *)
4428                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4429 }
4430
4431 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4432         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4433 {
4434         int i;
4435
4436         if (!set || !like)
4437                 goto error;
4438         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4439                     goto error);
4440         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4441                 isl_basic_set_free(like);
4442                 return set;
4443         }
4444         set = isl_set_cow(set);
4445         if (!set)
4446                 goto error;
4447         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4448                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4449                                                       isl_basic_set_copy(like));
4450                 if (!set->p[i])
4451                         goto error;
4452         }
4453         isl_space_free(set->dim);
4454         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4455         if (!set->dim)
4456                 goto error;
4457         isl_basic_set_free(like);
4458         return set;
4459 error:
4460         isl_basic_set_free(like);
4461         isl_set_free(set);
4462         return NULL;
4463 }
4464
4465 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4466 {
4467         int i;
4468
4469         map = isl_map_cow(map);
4470         if (!map)
4471                 return NULL;
4472         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4473         if (!map->dim)
4474                 goto error;
4475
4476         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4477                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4478                                 goto error);
4479         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4480                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4481                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4482                 if (!map->p[i])
4483                         goto error;
4484         }
4485         if (map->n == 0)
4486                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4487         else {
4488                 isl_space_free(map->dim);
4489                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4490         }
4491         if (!map->dim)
4492                 goto error;
4493         return (struct isl_set *)map;
4494 error:
4495         isl_map_free(map);
4496         return NULL;
4497 }
4498
4499 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4500 {
4501         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4502 }
4503
4504 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4505         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4506 {
4507         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4508         if (!bmap || !dim)
4509                 goto error;
4510
4511         isl_space_free(bmap->dim);
4512         bmap->dim = dim;
4513
4514         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4515
4516         return bmap;
4517 error:
4518         isl_basic_map_free(bmap);
4519         isl_space_free(dim);
4520         return NULL;
4521 }
4522
4523 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4524         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4525 {
4526         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4527                                                         dim);
4528 }
4529
4530 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4531         __isl_take isl_space *dim)
4532 {
4533         int i;
4534
4535         map = isl_map_cow(map);
4536         if (!map || !dim)
4537                 goto error;
4538
4539         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4540                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4541                                                     isl_space_copy(dim));
4542                 if (!map->p[i])
4543                         goto error;
4544         }
4545         isl_space_free(map->dim);
4546         map->dim = dim;
4547
4548         return map;
4549 error:
4550         isl_map_free(map);
4551         isl_space_free(dim);
4552         return NULL;
4553 }
4554
4555 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4556         __isl_take isl_space *dim)
4557 {
4558         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4559 }
4560
4561 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4562  */
4563 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4564 {
4565         isl_space *space;
4566         unsigned n;
4567
4568         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4569                 return bset;
4570
4571         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4572         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4573         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4574         space = isl_space_params(space);
4575         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4576         return bset;
4577 }
4578
4579 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4580  */
4581 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4582         __isl_take isl_basic_set *bset)
4583 {
4584         isl_space *space;
4585         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4586         space = isl_space_set_from_params(space);
4587         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4588         return bset;
4589 }
4590
4591 /* Compute the parameter domain of the given set.
4592  */
4593 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4594 {
4595         isl_space *space;
4596         unsigned n;
4597
4598         if (isl_set_is_params(set))
4599                 return set;
4600
4601         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4602         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4603         space = isl_set_get_space(set);
4604         space = isl_space_params(space);
4605         set = isl_set_reset_space(set, space);
4606         return set;
4607 }
4608
4609 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4610  */
4611 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4612 {
4613         isl_space *space;
4614         space = isl_set_get_space(set);
4615         space = isl_space_set_from_params(space);
4616         set = isl_set_reset_space(set, space);
4617         return set;
4618 }
4619
4620 /* Compute the parameter domain of the given map.
4621  */
4622 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4623 {
4624         isl_space *space;
4625         unsigned n;
4626
4627         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4628         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4629         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4630         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4631         space = isl_map_get_space(map);
4632         space = isl_space_params(space);
4633         map = isl_map_reset_space(map, space);
4634         return map;
4635 }
4636
4637 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4638 {
4639         isl_space *dim;
4640         struct isl_basic_set *domain;
4641         unsigned n_in;
4642         unsigned n_out;
4643
4644         if (!bmap)
4645                 return NULL;
4646         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4647
4648         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4649         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4650         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4651         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4652
4653         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4654
4655         return domain;
4656 }
4657
4658 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4659 {
4660         if (!bmap)
4661                 return -1;
4662         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4663 }
4664
4665 /* Is this basic map actually a set?
4666  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4667  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4668  */
4669 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4670 {
4671         if (!bmap)
4672                 return -1;
4673         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4674 }
4675
4676 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4677 {
4678         if (!bmap)
4679                 return NULL;
4680         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4681                 return bmap;
4682         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4683 }
4684
4685 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4686         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4687 {
4688         int i, k;
4689         isl_space *dim;
4690         isl_basic_map *domain;
4691         int nparam, n_in, n_out;
4692         unsigned total;
4693
4694         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4695         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4696         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4697
4698         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4699         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4700
4701         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4702         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4703         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4704
4705         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4706
4707         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4708                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4709                 if (k < 0)
4710                         goto error;
4711                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4712                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4713                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4714         }
4715
4716         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4717         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4718 error:
4719         isl_basic_map_free(bmap);
4720         return NULL;
4721 }
4722
4723 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4724         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4725 {
4726         int i, k;
4727         isl_space *dim;
4728         isl_basic_map *range;
4729         int nparam, n_in, n_out;
4730         unsigned total;
4731
4732         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4733         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4734         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4735
4736         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4737         range = isl_basic_map_universe(dim);
4738
4739         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4740         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4741         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4742
4743         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4744
4745         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4746                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4747                 if (k < 0)
4748                         goto error;
4749                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4750                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4751                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4752         }
4753
4754         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4755         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4756 error:
4757         isl_basic_map_free(bmap);
4758         return NULL;
4759 }
4760
4761 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4762 {
4763         if (!map)
4764                 return -1;
4765         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4766 }
4767
4768 /* Is this map actually a set?
4769  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4770  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4771  */
4772 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4773 {
4774         if (!map)
4775                 return -1;
4776         return isl_space_is_set(map->dim);
4777 }
4778
4779 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4780 {
4781         int i;
4782         struct isl_set *set;
4783
4784         if (!map)
4785                 goto error;
4786         if (isl_map_is_set(map))
4787                 return (isl_set *)map;
4788
4789         map = isl_map_cow(map);
4790         if (!map)
4791                 goto error;
4792
4793         set = (struct isl_set *) map;
4794         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4795         if (!set->dim)
4796                 goto error;
4797         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4798                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4799                 if (!set->p[i])
4800                         goto error;
4801         }
4802         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4803         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4804         return set;
4805 error:
4806         isl_map_free(map);
4807         return NULL;
4808 }
4809
4810 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4811 {
4812         int i;
4813         isl_space *domain_dim;
4814
4815         map = isl_map_cow(map);
4816         if (!map)
4817                 return NULL;
4818
4819         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4820         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4821         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4822         if (!map->dim)
4823                 goto error;
4824         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4825                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4826                 if (!map->p[i])
4827                         goto error;
4828         }
4829         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4830         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4831         return map;
4832 error:
4833         isl_map_free(map);
4834         return NULL;
4835 }
4836
4837 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4838 {
4839         int i;
4840         isl_space *range_dim;
4841
4842         map = isl_map_cow(map);
4843         if (!map)
4844                 return NULL;
4845
4846         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4847         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4848         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4849         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4850         if (!map->dim)
4851                 goto error;
4852         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4853                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4854                 if (!map->p[i])
4855                         goto error;
4856         }
4857         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4858         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4859         return map;
4860 error:
4861         isl_map_free(map);
4862         return NULL;
4863 }
4864
4865 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4866         __isl_take isl_space *dim)
4867 {
4868         int i;
4869         struct isl_map *map = NULL;
4870
4871         set = isl_set_cow(set);
4872         if (!set || !dim)
4873                 goto error;
4874         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4875         map = (struct isl_map *)set;
4876         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4877                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4878                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4879                 if (!map->p[i])
4880                         goto error;
4881         }
4882         isl_space_free(map->dim);
4883         map->dim = dim;
4884         return map;
4885 error:
4886         isl_space_free(dim);
4887         isl_set_free(set);
4888         return NULL;
4889 }
4890
4891 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4892         __isl_take isl_basic_set *bset)
4893 {
4894         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4895 }
4896
4897 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4898         __isl_take isl_basic_set *bset)
4899 {
4900         isl_space *space;
4901         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4902         space = isl_space_from_range(space);
4903         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4904         return (isl_basic_map *)bset;
4905 }
4906
4907 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4908 {
4909         isl_space *space;
4910         space = isl_set_get_space(set);
4911         space = isl_space_from_range(space);
4912         set = isl_set_reset_space(set, space);
4913         return (struct isl_map *)set;
4914 }
4915
4916 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4917 {
4918         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4919 }
4920
4921 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4922         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4923 {
4924         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4925 }
4926
4927 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4928         __isl_take isl_set *range)
4929 {
4930         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4931 }
4932
4933 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4934 {
4935         int i;
4936         struct isl_set *set = NULL;
4937
4938         if (!map)
4939                 return NULL;
4940         map = isl_map_cow(map);
4941         if (!map)
4942                 return NULL;
4943         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4944         if (!map->dim)
4945                 goto error;
4946         set = (struct isl_set *)map;
4947         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4948                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4949                 if (!set->p[i])
4950                         goto error;
4951         }
4952         return set;
4953 error:
4954         isl_map_free(map);
4955         return NULL;
4956 }
4957
4958 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4959         unsigned flags)
4960 {
4961         struct isl_map *map;
4962
4963         if (!dim)
4964                 return NULL;
4965         if (n < 0)
4966                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4967                         "negative number of basic maps", goto error);
4968         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4969                         sizeof(struct isl_map) +
4970                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4971         if (!map)
4972                 goto error;
4973
4974         map->ctx = dim->ctx;
4975         isl_ctx_ref(map->ctx);
4976         map->ref = 1;
4977         map->size = n;
4978         map->n = 0;
4979         map->dim = dim;
4980         map->flags = flags;
4981         return map;
4982 error:
4983         isl_space_free(dim);
4984         return NULL;
4985 }
4986
4987 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4988                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4989                 unsigned flags)
4990 {
4991         struct isl_map *map;
4992         isl_space *dims;
4993
4994         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4995         if (!dims)
4996                 return NULL;
4997
4998         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4999         return map;
5000 }
5001
5002 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5003 {
5004         struct isl_basic_map *bmap;
5005         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5006         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5007         return bmap;
5008 }
5009
5010 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5011 {
5012         struct isl_basic_set *bset;
5013         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5014         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5015         return bset;
5016 }
5017
5018 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
5019 {
5020         struct isl_basic_map *bmap;
5021         if (!model)
5022                 return NULL;
5023         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5024         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5025         return bmap;
5026 }
5027
5028 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
5029 {
5030         struct isl_basic_map *bmap;
5031         if (!model)
5032                 return NULL;
5033         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5034         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5035         return bmap;
5036 }
5037
5038 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5039 {
5040         struct isl_basic_set *bset;
5041         if (!model)
5042                 return NULL;
5043         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5044         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5045         return bset;
5046 }
5047
5048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5049 {
5050         struct isl_basic_map *bmap;
5051         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5052         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5053         return bmap;
5054 }
5055
5056 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5057 {
5058         struct isl_basic_set *bset;
5059         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5060         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5061         return bset;
5062 }
5063
5064 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5065 {
5066         int i;
5067         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5068         isl_basic_map *bmap;
5069
5070         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5071         for (i = 0; i < total; ++i) {
5072                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5073                 if (k < 0)
5074                         goto error;
5075                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5076                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5077         }
5078         return bmap;
5079 error:
5080         isl_basic_map_free(bmap);
5081         return NULL;
5082 }
5083
5084 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5085 {
5086         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5087 }
5088
5089 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5090 {
5091         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5092 }
5093
5094 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5095 {
5096         return isl_map_nat_universe(dim);
5097 }
5098
5099 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5100                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5101 {
5102         if (!model)
5103                 return NULL;
5104         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5105 }
5106
5107 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5108 {
5109         if (!model)
5110                 return NULL;
5111         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5112 }
5113
5114 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5115         __isl_keep isl_set *model)
5116 {
5117         if (!model)
5118                 return NULL;
5119         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5120 }
5121
5122 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5123 {
5124         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5125 }
5126
5127 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5128 {
5129         if (!model)
5130                 return NULL;
5131         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5132 }
5133
5134 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5135 {
5136         if (!model)
5137                 return NULL;
5138         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5139 }
5140
5141 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5142 {
5143         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5144 }
5145
5146 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5147 {
5148         if (!model)
5149                 return NULL;
5150         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5151 }
5152
5153 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5154 {
5155         struct isl_map *map;
5156         if (!dim)
5157                 return NULL;
5158         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5159         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5160         return map;
5161 }
5162
5163 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5164 {
5165         struct isl_set *set;
5166         if (!dim)
5167                 return NULL;
5168         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5169         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5170         return set;
5171 }
5172
5173 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5174 {
5175         if (!model)
5176                 return NULL;
5177         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5178 }
5179
5180 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5181 {
5182         int i;
5183         struct isl_map *dup;
5184
5185         if (!map)
5186                 return NULL;
5187         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5188         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5189                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5190         return dup;
5191 }
5192
5193 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5194                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5195 {
5196         if (!bmap || !map)
5197                 goto error;
5198         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5199                 isl_basic_map_free(bmap);
5200                 return map;
5201         }
5202         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5203         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5204         map->p[map->n] = bmap;
5205         map->n++;
5206         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5207         return map;
5208 error:
5209         if (map)
5210                 isl_map_free(map);
5211         if (bmap)
5212                 isl_basic_map_free(bmap);
5213         return NULL;
5214 }
5215
5216 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5217 {
5218         int i;
5219
5220         if (!map)
5221                 return NULL;
5222
5223         if (--map->ref > 0)
5224                 return NULL;
5225
5226         isl_ctx_deref(map->ctx);
5227         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5228                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5229         isl_space_free(map->dim);
5230         free(map);
5231
5232         return NULL;
5233 }
5234
5235 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5236                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5237 {
5238         int i;
5239
5240         base = isl_map_cow(base);
5241         if (!base)
5242                 return NULL;
5243
5244         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5245         if (!base->dim)
5246                 goto error;
5247         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5248                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5249                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5250                 if (!base->p[i])
5251                         goto error;
5252         }
5253         return base;
5254 error:
5255         isl_map_free(base);
5256         return NULL;
5257 }
5258
5259 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5260                 unsigned nparam, unsigned dim)
5261 {
5262         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5263                                                         nparam, 0, dim);
5264 }
5265
5266 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5267         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5268 {
5269         int j;
5270
5271         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5272         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5273         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5274         if (j < 0)
5275                 goto error;
5276         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5277         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5278         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5279         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5280         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5281 error:
5282         isl_basic_map_free(bmap);
5283         return NULL;
5284 }
5285
5286 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5287         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5288 {
5289         int j;
5290
5291         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5292         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5293         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5294         if (j < 0)
5295                 goto error;
5296         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5297         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5298         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5299         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5300         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5301 error:
5302         isl_basic_map_free(bmap);
5303         return NULL;
5304 }
5305
5306 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5307                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5308 {
5309         if (!bmap)
5310                 return NULL;
5311         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5312         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5313                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5314 error:
5315         isl_basic_map_free(bmap);
5316         return NULL;
5317 }
5318
5319 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5320                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5321 {
5322         if (!bmap)
5323                 return NULL;
5324         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5325         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5326                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5327 error:
5328         isl_basic_map_free(bmap);
5329         return NULL;
5330 }
5331
5332 /* Fix the value of the variable at position "pos" of type "type" of "bmap"
5333  * to be equal to "v".
5334  */
5335 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_val(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5336         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *v)
5337 {
5338         if (!bmap || !v)
5339                 goto error;
5340         if (!isl_val_is_int(v))
5341                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
5342                         "expecting integer value", goto error);
5343         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5344                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
5345                         "index out of bounds", goto error);
5346         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5347         bmap = isl_basic_map_fix_pos(bmap, pos, v->n);
5348         isl_val_free(v);
5349         return bmap;
5350 error:
5351         isl_basic_map_free(bmap);
5352         isl_val_free(v);
5353         return NULL;
5354 }
5355
5356 /* Fix the value of the variable at position "pos" of type "type" of "bset"
5357  * to be equal to "v".
5358  */
5359 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix_val(__isl_take isl_basic_set *bset,
5360         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *v)
5361 {
5362         return isl_basic_map_fix_val(bset, type, pos, v);
5363 }
5364
5365 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5366                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5367 {
5368         return (struct isl_basic_set *)
5369                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5370                                         type, pos, value);
5371 }
5372
5373 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5374                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5375 {
5376         return (struct isl_basic_set *)
5377                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5378                                         type, pos, value);
5379 }
5380
5381 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5382                 unsigned input, int value)
5383 {
5384         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5385 }
5386
5387 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5388                 unsigned dim, int value)
5389 {
5390         return (struct isl_basic_set *)
5391                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5392                                         isl_dim_set, dim, value);
5393 }
5394
5395 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5396 {
5397         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5398
5399         if (empty < 0)
5400                 return -1;
5401         if (!empty)
5402                 return 0;
5403
5404         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5405         if (i != map->n - 1) {
5406                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5407                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5408         }
5409         map->n--;
5410
5411         return 0;
5412 }
5413
5414 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5415  * the only reference to "map".
5416  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5417  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5418  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5419  * in case anything goes wrong.
5420  */
5421 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5422         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5423 {
5424         struct isl_basic_map *bmap;
5425         int i;
5426
5427         if (!map)
5428                 return NULL;
5429
5430         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5431                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5432                 bmap = fn(bmap);
5433                 if (!bmap)
5434                         goto error;
5435                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5436                 map->p[i] = bmap;
5437                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5438                         goto error;
5439         }
5440
5441         return map;
5442 error:
5443         isl_map_free(map);
5444         return NULL;
5445 }
5446
5447 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5448                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5449 {
5450         int i;
5451
5452         map = isl_map_cow(map);
5453         if (!map)
5454                 return NULL;
5455
5456         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5457         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5458                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5459                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5460                         goto error;
5461         }
5462         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5463         return map;
5464 error:
5465         isl_map_free(map);
5466         return NULL;
5467 }
5468
5469 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5470                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5471 {
5472         return (struct isl_set *)
5473                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5474 }
5475
5476 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5477                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5478 {
5479         int i;
5480
5481         map = isl_map_cow(map);
5482         if (!map)
5483                 return NULL;
5484
5485         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5486         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5487                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5488                 if (!map->p[i])
5489                         goto error;
5490         }
5491         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5492         return map;
5493 error:
5494         isl_map_free(map);
5495         return NULL;
5496 }
5497
5498 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5499                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5500 {
5501         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5502 }
5503
5504 /* Fix the value of the variable at position "pos" of type "type" of "map"
5505  * to be equal to "v".
5506  */
5507 __isl_give isl_map *isl_map_fix_val(__isl_take isl_map *map,
5508         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *v)
5509 {
5510         int i;
5511
5512         map = isl_map_cow(map);
5513         if (!map || !v)
5514                 goto error;
5515
5516         if (!isl_val_is_int(v))
5517                 isl_die(isl_map_get_ctx(map), isl_error_invalid,
5518                         "expecting integer value", goto error);
5519         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5520                 isl_die(isl_map_get_ctx(map), isl_error_invalid,
5521                         "index out of bounds", goto error);
5522         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5523                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_val(map->p[i], type, pos,
5524                                                         isl_val_copy(v));
5525                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5526                         goto error;
5527         }
5528         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5529         isl_val_free(v);
5530         return map;
5531 error:
5532         isl_map_free(map);
5533         isl_val_free(v);
5534         return NULL;
5535 }
5536
5537 /* Fix the value of the variable at position "pos" of type "type" of "set"
5538  * to be equal to "v".
5539  */
5540 __isl_give isl_set *isl_set_fix_val(__isl_take isl_set *set,
5541         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_val *v)
5542 {
5543         return isl_map_fix_val(set, type, pos, v);
5544 }
5545
5546 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5547                 unsigned input, int value)
5548 {
5549         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5550 }
5551
5552 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5553 {
5554         return (struct isl_set *)
5555                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5556 }
5557
5558 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5559         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5560         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5561 {
5562         int j;
5563
5564         if (!bmap)
5565                 return NULL;
5566         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5567         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5568         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5569         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5570         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5571         if (j < 0)
5572                 goto error;
5573         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5574         if (upper) {
5575                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5576                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5577         } else {
5578                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5579                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5580         }
5581         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5582         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5583 error:
5584         isl_basic_map_free(bmap);
5585         return NULL;
5586 }
5587
5588 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5589         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5590         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5591 {
5592         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5593 }
5594
5595 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5596  */
5597 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5598         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5599         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5600 {
5601         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5602 }
5603
5604 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5605         unsigned dim, isl_int value)
5606 {
5607         int j;
5608
5609         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5610         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5611         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5612         if (j < 0)
5613                 goto error;
5614         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5615         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5616         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5617         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5618         return isl_basic_set_finalize(bset);
5619 error:
5620         isl_basic_set_free(bset);
5621         return NULL;
5622 }
5623
5624 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5625         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5626 {
5627         int i;
5628
5629         map = isl_map_cow(map);
5630         if (!map)
5631                 return NULL;
5632
5633         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5634         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5635                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5636                                                  type, pos, value, upper);
5637                 if (!map->p[i])
5638                         goto error;
5639         }
5640         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5641         return map;
5642 error:
5643         isl_map_free(map);
5644         return NULL;
5645 }
5646
5647 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5649 {
5650         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5651 }
5652
5653 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5654         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5655 {
5656         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5657 }
5658
5659 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5660                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5661 {
5662         return (struct isl_set *)
5663                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5664 }
5665
5666 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5667         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5668 {
5669         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5670 }
5671
5672 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5673  * is set) to "value".
5674  */
5675 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5676         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5677         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5678 {
5679         int j;
5680
5681         if (!bmap)
5682                 return NULL;
5683         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5684                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5685                         "index out of bounds", goto error);
5686         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5687         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5688         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5689         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5690         if (j < 0)
5691                 goto error;
5692         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5693         if (upper) {
5694                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5695                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5696         } else {
5697                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5698                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5699         }
5700         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5701         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5702 error:
5703         isl_basic_map_free(bmap);
5704         return NULL;
5705 }
5706
5707 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5708  * is set) to "value".
5709  */
5710 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5711         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5712 {
5713         int i;
5714
5715         map = isl_map_cow(map);
5716         if (!map)
5717                 return NULL;
5718
5719         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5720                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5721                         "index out of bounds", goto error);
5722         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5723                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5724                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5725                         goto error;
5726         }
5727         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5728         return map;
5729 error:
5730         isl_map_free(map);
5731         return NULL;
5732 }
5733
5734 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5735         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5736 {
5737         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5738 }
5739
5740 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5741         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5742 {
5743         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5744 }
5745
5746 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5747         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5748 {
5749         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5750 }
5751
5752 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5753         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5754 {
5755         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5756 }
5757
5758 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5759                                         isl_int value)
5760 {
5761         int i;
5762
5763         set = isl_set_cow(set);
5764         if (!set)
5765                 return NULL;
5766
5767         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5768         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5769                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5770                 if (!set->p[i])
5771                         goto error;
5772         }
5773         return set;
5774 error:
5775         isl_set_free(set);
5776         return NULL;
5777 }
5778
5779 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5780 {
5781         int i;
5782
5783         map = isl_map_cow(map);
5784         if (!map)
5785                 return NULL;
5786
5787         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5788         if (!map->dim)
5789                 goto error;
5790         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5791                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5792                 if (!map->p[i])
5793                         goto error;
5794         }
5795         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5796         return map;
5797 error:
5798         isl_map_free(map);
5799         return NULL;
5800 }
5801
5802 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5803                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5804                 struct isl_set **empty, int max)
5805 {
5806         if (!bmap)
5807                 goto error;
5808         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5809                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5810         else
5811                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5812 error:
5813         isl_basic_map_free(bmap);
5814         isl_basic_set_free(dom);
5815         if (empty)
5816                 *empty = NULL;
5817         return NULL;
5818 }
5819
5820 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5821                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5822                 struct isl_set **empty)
5823 {
5824         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5825 }
5826
5827 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5828                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5829                 struct isl_set **empty)
5830 {
5831         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5832 }
5833
5834 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5835                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5836                 struct isl_set **empty)
5837 {
5838         return (struct isl_set *)
5839                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5840                         dom, empty);
5841 }
5842
5843 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5844                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5845                 struct isl_set **empty)
5846 {
5847         return (struct isl_set *)
5848                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5849                         dom, empty);
5850 }
5851
5852 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5853         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5854         __isl_give isl_set **empty)
5855 {
5856         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5857 }
5858
5859 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5860         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5861         __isl_give isl_set **empty)
5862 {
5863         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5864 }
5865
5866 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5867         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5868         __isl_give isl_set **empty)
5869 {
5870         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5871 }
5872
5873 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5874         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5875         __isl_give isl_set **empty)
5876 {
5877         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5878 }
5879
5880 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5881         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5882 {
5883         isl_basic_set *dom = NULL;
5884         isl_space *dom_space;
5885
5886         if (!bmap)
5887                 goto error;
5888         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5889         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5890         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5891 error:
5892         isl_basic_map_free(bmap);
5893         return NULL;
5894 }
5895
5896 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5897         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5898 {
5899         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5900 }
5901
5902 #undef TYPE
5903 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5904 #undef SUFFIX
5905 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5906 #undef EMPTY
5907 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5908 #undef ADD
5909 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5910 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5911
5912 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5913  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5914  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
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 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5924         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5925         __isl_give isl_set **empty, int max)
5926 {
5927         int i;
5928         isl_pw_multi_aff *res;
5929         isl_set *todo;
5930
5931         if (!map || !dom)
5932                 goto error;
5933
5934         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5935                 if (empty)
5936                         *empty = dom;
5937                 else
5938                         isl_set_free(dom);
5939                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5940         }
5941
5942         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5943                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5944                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5945
5946         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5947                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5948                 isl_set *todo_i;
5949
5950                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5951                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5952                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5953
5954                 if (max)
5955                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5956                 else
5957                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5958
5959                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5960         }
5961
5962         isl_set_free(dom);
5963         isl_map_free(map);
5964
5965         if (empty)
5966                 *empty = todo;
5967         else
5968                 isl_set_free(todo);
5969
5970         return res;
5971 error:
5972         if (empty)
5973                 *empty = NULL;
5974         isl_set_free(dom);
5975         isl_map_free(map);
5976         return NULL;
5977 }
5978
5979 #undef TYPE
5980 #define TYPE    isl_map
5981 #undef SUFFIX
5982 #define SUFFIX
5983 #undef EMPTY
5984 #define EMPTY   isl_map_empty
5985 #undef ADD
5986 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5987 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5988
5989 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5990  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5991  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5992  *
5993  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5994  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5995  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5996  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5997  * update both "res" and "todo".
5998  *
5999  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
6000  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
6001  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
6002  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
6003  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
6004  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
6005  * In particular, the set where there is no solution is the set where
6006  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
6007  * for the ith basic map, i.e.,
6008  *
6009  *      todo^i = todo^k * todo_i
6010  *
6011  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
6012  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
6013  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
6014  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
6015  * the lexicographic order.)
6016  * In practice, we compute
6017  *
6018  *      res^k * (res_i . "<=")
6019  *
6020  * and
6021  *
6022  *      res_i * (res^k . "<")
6023  *
6024  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
6025  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
6026  * that one, i.e.,
6027  *
6028  *      res^k * todo_i
6029  * and
6030  *      res_i * todo^k
6031  *
6032  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
6033  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
6034  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
6035  * We want to avoid such splintering as much as possible.
6036  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
6037  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
6038  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
6039  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
6040  * the previous basic maps.
6041  */
6042 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
6043                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6044                 __isl_give isl_set **empty, int max)
6045 {
6046         int i;
6047         struct isl_map *res;
6048         struct isl_set *todo;
6049
6050         if (!map || !dom)
6051                 goto error;
6052
6053         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
6054                 if (empty)
6055                         *empty = dom;
6056                 else
6057                         isl_set_free(dom);
6058                 return map;
6059         }
6060
6061         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
6062                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
6063
6064         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6065                 isl_map *lt, *le;
6066                 isl_map *res_i;
6067                 isl_set *todo_i;
6068                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
6069
6070                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6071                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
6072
6073                 if (max) {
6074                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
6075                         le = isl_map_lex_le(dim);
6076                 } else {
6077                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
6078                         le = isl_map_lex_ge(dim);
6079                 }
6080                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
6081                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
6082                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
6083                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
6084
6085                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
6086                         res = isl_map_intersect_domain(res,
6087                                                         isl_set_copy(todo_i));
6088                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
6089                                                         isl_set_copy(todo));
6090                 }
6091
6092                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
6093                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
6094                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
6095
6096                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
6097         }
6098
6099         isl_set_free(dom);
6100         isl_map_free(map);
6101
6102         if (empty)
6103                 *empty = todo;
6104         else
6105                 isl_set_free(todo);
6106
6107         return res;
6108 error:
6109         if (empty)
6110                 *empty = NULL;
6111         isl_set_free(dom);
6112         isl_map_free(map);
6113         return NULL;
6114 }
6115
6116 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
6117                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6118                 __isl_give isl_set **empty)
6119 {
6120         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
6121 }
6122
6123 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6124                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6125                 __isl_give isl_set **empty)
6126 {
6127         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6128 }
6129
6130 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6131                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6132                 __isl_give isl_set **empty)
6133 {
6134         return (struct isl_set *)
6135                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6136                         dom, empty);
6137 }
6138
6139 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6140                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6141                 __isl_give isl_set **empty)
6142 {
6143         return (struct isl_set *)
6144                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6145                         dom, empty);
6146 }
6147
6148 /* Compute the lexicographic minimum (or maximum if "max" is set)
6149  * of "bmap" over its domain.
6150  *
6151  * Since we are not interested in the part of the domain space where
6152  * there is no solution, we initialize the domain to those constraints
6153  * of "bmap" that only involve the parameters and the input dimensions.
6154  * This relieves the parametric programming engine from detecting those
6155  * inequalities and transferring them to the context.  More importantly,
6156  * it ensures that those inequalities are transferred first and not
6157  * intermixed with inequalities that actually split the domain.
6158  */
6159 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6160 {
6161         int n_div;
6162         int n_out;
6163         isl_basic_map *copy;
6164         isl_basic_set *dom;
6165
6166         n_div = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_div);
6167         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6168         copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6169         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6170                                                         isl_dim_div, 0, n_div);
6171         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6172                                                         isl_dim_out, 0, n_out);
6173         dom = isl_basic_map_domain(copy);
6174         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6175 }
6176
6177 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6178 {
6179         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6180 }
6181
6182 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6183 {
6184         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6185 }
6186
6187 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6188 {
6189         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6190 }
6191
6192 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6193 {
6194         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6195 }
6196
6197 /* Extract the first and only affine expression from list
6198  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6199  * This domain is known to be disjoint from other domains
6200  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6201  */
6202 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6203         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6204 {
6205         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6206         isl_aff *aff;
6207         isl_pw_aff **pwaff = user;
6208         isl_pw_aff *pwaff_i;
6209
6210         if (!list)
6211                 goto error;
6212         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6213                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6214                         "expecting single element list", goto error);
6215
6216         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6217         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6218
6219         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6220
6221         isl_aff_list_free(list);
6222
6223         return 0;
6224 error:
6225         isl_basic_set_free(dom);
6226         isl_aff_list_free(list);
6227         return -1;
6228 }
6229
6230 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6231  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6232  *
6233  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6234  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6235  */
6236 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6237         int max)
6238 {
6239         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6240         isl_pw_aff *pwaff;
6241         int r;
6242
6243         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6244         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6245         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6246
6247         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6248         if (r < 0)
6249                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6250
6251         return pwaff;
6252 }
6253
6254 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6255  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6256  * but independently of the other output dimensions.
6257  *
6258  * We first project out the other output dimension and then compute
6259  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6260  * using isl_pw_aff_union_max.
6261  */
6262 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6263         int max)
6264 {
6265         int i;
6266         isl_pw_aff *pwaff;
6267         unsigned n_out;
6268
6269         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6270         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6271         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6272         if (!map)
6273                 return NULL;
6274
6275         if (map->n == 0) {
6276                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6277                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6278                 isl_map_free(map);
6279                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6280         }
6281
6282         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6283         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6284                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6285
6286                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6287                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6288         }
6289
6290         isl_map_free(map);
6291
6292         return pwaff;
6293 }
6294
6295 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6296  * parameters and input dimensions, but independently of
6297  * the other output dimensions.
6298  */
6299 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6300 {
6301         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6302 }
6303
6304 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6305  * as a function of the parameters,
6306  * but independently of the other set dimensions.
6307  */
6308 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6309         int max)
6310 {
6311         return map_dim_opt(set, pos, max);
6312 }
6313
6314 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6315  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6316  */
6317 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6318 {
6319         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6320 }
6321
6322 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6323  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6324  */
6325 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6326 {
6327         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6328 }
6329
6330 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6331  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6332  */
6333 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6334         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6335 {
6336         unsigned nparam;
6337
6338         if (!bset || !mat)
6339                 goto error;
6340
6341         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6342         if (!bset->dim)
6343                 goto error;
6344
6345         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6346
6347         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6348
6349         bset->dim->nparam = 0;
6350         bset->dim->n_out = nparam;
6351         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6352         if (bset) {
6353                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6354                 bset->dim->n_out = 0;
6355         }
6356         return bset;
6357 error:
6358         isl_mat_free(mat);
6359         isl_basic_set_free(bset);
6360         return NULL;
6361 }
6362
6363 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6364  * set is assumed to have only parameters and divs.
6365  */
6366 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6367         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6368 {
6369         isl_space *dim = NULL;
6370         unsigned nparam;
6371
6372         if (!set || !mat)
6373                 goto error;
6374
6375         dim = isl_space_copy(set->dim);
6376         dim = isl_space_cow(dim);
6377         if (!dim)
6378                 goto error;
6379
6380         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6381
6382         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6383
6384         dim->nparam = 0;
6385         dim->n_out = nparam;
6386         isl_set_reset_space(set, dim);
6387         set = isl_set_preimage(set, mat);
6388         if (!set)
6389                 goto error2;
6390         dim = isl_space_copy(set->dim);
6391         dim = isl_space_cow(dim);
6392         if (!dim)
6393                 goto error2;
6394         dim->nparam = dim->n_out;
6395         dim->n_out = 0;
6396         isl_set_reset_space(set, dim);
6397         return set;
6398 error:
6399         isl_space_free(dim);
6400         isl_mat_free(mat);
6401 error2:
6402         isl_set_free(set);
6403         return NULL;
6404 }
6405
6406 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6407  * equalities in "eq".
6408  */
6409 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6410         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6411 {
6412         int i, k;
6413         unsigned len;
6414
6415         if (!bset || !eq)
6416                 goto error;
6417
6418         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6419                                         eq->n_row, 0);
6420         if (!bset)
6421                 goto error;
6422
6423         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6424         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6425                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6426                 if (k < 0)
6427                         goto error;
6428                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6429                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6430         }
6431         isl_mat_free(eq);
6432
6433         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6434         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6435
6436         return bset;
6437 error:
6438         isl_mat_free(eq);
6439         isl_basic_set_free(bset);
6440         return NULL;
6441 }
6442
6443 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6444  * equalities in "eq".
6445  */
6446 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6447         struct isl_mat *eq)
6448 {
6449         int i;
6450
6451         if (!set || !eq)
6452                 goto error;
6453
6454         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6455                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6456                                         isl_mat_copy(eq));
6457                 if (!set->p[i])
6458                         goto error;
6459         }
6460         isl_mat_free(eq);
6461         return set;
6462 error:
6463         isl_mat_free(eq);
6464         isl_set_free(set);
6465         return NULL;
6466 }
6467
6468 /* Given a basic set "bset" that only involves parameters and existentially
6469  * quantified variables, return the index of the first equality
6470  * that only involves parameters.  If there is no such equality then
6471  * return bset->n_eq.
6472  *
6473  * This function assumes that isl_basic_set_gauss has been called on "bset".
6474  */
6475 static int first_parameter_equality(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6476 {
6477         int i, j;
6478         unsigned nparam, n_div;
6479
6480         if (!bset)
6481                 return -1;
6482
6483         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6484         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6485
6486         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6487                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6488                         ++i;
6489         }
6490
6491         return i;
6492 }
6493
6494 /* Compute an explicit representation for the existentially quantified
6495  * variables in "bset" by computing the "minimal value" of the set
6496  * variables.  Since there are no set variables, the computation of
6497  * the minimal value essentially computes an explicit representation
6498  * of the non-empty part(s) of "bset".
6499  *
6500  * The input only involves parameters and existentially quantified variables.
6501  * All equalities among parameters have been removed.
6502  *
6503  * Since the existentially quantified variables in the result are in general
6504  * going to be different from those in the input, we first replace
6505  * them by the minimal number of variables based on their equalities.
6506  * This should simplify the parametric integer programming.
6507  */
6508 static __isl_give isl_set *base_compute_divs(__isl_take isl_basic_set *bset)
6509 {
6510         isl_morph *morph1, *morph2;
6511         isl_set *set;
6512         unsigned n;
6513
6514         if (!bset)
6515                 return NULL;
6516         if (bset->n_eq == 0)
6517                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6518
6519         morph1 = isl_basic_set_parameter_compression(bset);
6520         bset = isl_morph_basic_set(isl_morph_copy(morph1), bset);
6521         bset = isl_basic_set_lift(bset);
6522         morph2 = isl_basic_set_variable_compression(bset, isl_dim_set);
6523         bset = isl_morph_basic_set(morph2, bset);
6524         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6525         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
6526
6527         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6528
6529         set = isl_morph_set(isl_morph_inverse(morph1), set);
6530
6531         return set;
6532 }
6533
6534 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6535  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6536  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6537  * The output has the same parameters, but only
6538  * explicit existentially quantified variables.
6539  *
6540  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6541  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6542  * among the parameters by performing a variable compression on
6543  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6544  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6545  *
6546  * The variable compression on the parameters may uncover additional
6547  * equalities that were only implicit before.  We therefore check
6548  * if there are any new parameter equalities in the result and
6549  * if so recurse.  The removal of parameter equalities is required
6550  * for the parameter compression performed by base_compute_divs.
6551  */
6552 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6553 {
6554         int i;
6555         struct isl_mat *eq;
6556         struct isl_mat *T, *T2;
6557         struct isl_set *set;
6558         unsigned nparam;
6559
6560         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6561         if (!bset)
6562                 return NULL;
6563
6564         if (bset->n_eq == 0)
6565                 return base_compute_divs(bset);
6566
6567         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6568         if (!bset)
6569                 return NULL;
6570         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6571                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6572
6573         i = first_parameter_equality(bset);
6574         if (i == bset->n_eq)
6575                 return base_compute_divs(bset);
6576
6577         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6578         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6579                 0, 1 + nparam);
6580         eq = isl_mat_cow(eq);
6581         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6582         if (T && T->n_col == 0) {
6583                 isl_mat_free(T);
6584                 isl_mat_free(T2);
6585                 isl_mat_free(eq);
6586                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6587                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6588         }
6589         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6590
6591         i = first_parameter_equality(bset);
6592         if (!bset)
6593                 set = NULL;
6594         else if (i == bset->n_eq)
6595                 set = base_compute_divs(bset);
6596         else
6597                 set = parameter_compute_divs(bset);
6598         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6599         set = set_append_equalities(set, eq);
6600         return set;
6601 }
6602
6603 /* Insert the divs from "ls" before those of "bmap".
6604  *
6605  * The number of columns is not changed, which means that the last
6606  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the divs from "ls".
6607  * The caller is responsible for removing the same number of dimensions
6608  * from the space of "bmap".
6609  */
6610 static __isl_give isl_basic_map *insert_divs_from_local_space(
6611         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_local_space *ls)
6612 {
6613         int i;
6614         int n_div;
6615         int old_n_div;
6616
6617         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6618         if (n_div == 0)
6619                 return bmap;
6620
6621         old_n_div = bmap->n_div;
6622         bmap = insert_div_rows(bmap, n_div);
6623         if (!bmap)
6624                 return NULL;
6625
6626         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6627                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
6628                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + ls->div->n_col, old_n_div);
6629         }
6630
6631         return bmap;
6632 }
6633
6634 /* Replace the space of "bmap" by the space and divs of "ls".
6635  *
6636  * If "ls" has any divs, then we simplify the result since we may
6637  * have discovered some additional equalities that could simplify
6638  * the div expressions.
6639  */
6640 static __isl_give isl_basic_map *basic_replace_space_by_local_space(
6641         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_local_space *ls)
6642 {
6643         int n_div;
6644
6645         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6646         if (!bmap || !ls)
6647                 goto error;
6648
6649         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6650         bmap = insert_divs_from_local_space(bmap, ls);
6651         if (!bmap)
6652                 goto error;
6653
6654         isl_space_free(bmap->dim);
6655         bmap->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6656         if (!bmap->dim)
6657                 goto error;
6658
6659         isl_local_space_free(ls);
6660         if (n_div > 0)
6661                 bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6662         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
6663         return bmap;
6664 error:
6665         isl_basic_map_free(bmap);
6666         isl_local_space_free(ls);
6667         return NULL;
6668 }
6669
6670 /* Replace the space of "map" by the space and divs of "ls".
6671  */
6672 static __isl_give isl_map *replace_space_by_local_space(__isl_take isl_map *map,
6673         __isl_take isl_local_space *ls)
6674 {
6675         int i;
6676
6677         map = isl_map_cow(map);
6678         if (!map || !ls)
6679                 goto error;
6680
6681         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6682                 map->p[i] = basic_replace_space_by_local_space(map->p[i],
6683                                                     isl_local_space_copy(ls));
6684                 if (!map->p[i])
6685                         goto error;
6686         }
6687         isl_space_free(map->dim);
6688         map->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6689         if (!map->dim)
6690                 goto error;
6691
6692         isl_local_space_free(ls);
6693         return map;
6694 error:
6695         isl_local_space_free(ls);
6696         isl_map_free(map);
6697         return NULL;
6698 }
6699
6700 /* Compute an explicit representation for the existentially
6701  * quantified variables for which do not know any explicit representation yet.
6702  *
6703  * We first sort the existentially quantified variables so that the
6704  * existentially quantified variables for which we already have an explicit
6705  * representation are placed before those for which we do not.
6706  * The input dimensions, the output dimensions and the existentially
6707  * quantified variables for which we already have an explicit
6708  * representation are then turned into parameters.
6709  * compute_divs returns a map with the same parameters and
6710  * no input or output dimensions and the dimension specification
6711  * is reset to that of the input, including the existentially quantified
6712  * variables for which we already had an explicit representation.
6713  */
6714 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6715 {
6716         struct isl_basic_set *bset;
6717         struct isl_set *set;
6718         struct isl_map *map;
6719         isl_space *dim;
6720         isl_local_space *ls;
6721         unsigned         nparam;
6722         unsigned         n_in;
6723         unsigned         n_out;
6724         unsigned n_known;
6725         int i;
6726
6727         bmap = isl_basic_map_sort_divs(bmap);
6728         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6729         if (!bmap)
6730                 return NULL;
6731
6732         for (n_known = 0; n_known < bmap->n_div; ++n_known)
6733                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[n_known][0]))
6734                         break;
6735
6736         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6737         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6738         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6739         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx,
6740                                     nparam + n_in + n_out + n_known, 0);
6741         if (!dim)
6742                 goto error;
6743
6744         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
6745         ls = isl_local_space_drop_dims(ls, isl_dim_div,
6746                                         n_known, bmap->n_div - n_known);
6747         if (n_known > 0) {
6748                 for (i = n_known; i < bmap->n_div; ++i)
6749                         swap_div(bmap, i - n_known, i);
6750                 bmap->n_div -= n_known;
6751                 bmap->extra -= n_known;
6752         }
6753         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, dim);
6754         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6755
6756         set = parameter_compute_divs(bset);
6757         map = (struct isl_map *)set;
6758         map = replace_space_by_local_space(map, ls);
6759
6760         return map;
6761 error:
6762         isl_basic_map_free(bmap);
6763         return NULL;
6764 }
6765
6766 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6767 {
6768         int i;
6769         unsigned off;
6770
6771         if (!bmap)
6772                 return -1;
6773
6774         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6775         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6776                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6777                         return 0;
6778                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6779                                 return -1);
6780         }
6781         return 1;
6782 }
6783
6784 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6785 {
6786         int i;
6787
6788         if (!map)
6789                 return -1;
6790
6791         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6792                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6793                 if (known <= 0)
6794                         return known;
6795         }
6796
6797         return 1;
6798 }
6799
6800 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6801  * expressions for them.  However, this computation may be
6802  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6803  * strictly needed.
6804  */
6805 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6806 {
6807         int known;
6808         struct isl_map *map;
6809
6810         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6811         if (known < 0)
6812                 goto error;
6813         if (known)
6814                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6815
6816         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6817
6818         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6819         if (known < 0)
6820                 goto error;
6821         if (known)
6822                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6823
6824         map = compute_divs(bmap);
6825         return map;
6826 error:
6827         isl_basic_map_free(bmap);
6828         return NULL;
6829 }
6830
6831 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6832 {
6833         int i;
6834         int known;
6835         struct isl_map *res;
6836
6837         if (!map)
6838                 return NULL;
6839         if (map->n == 0)
6840                 return map;
6841
6842         known = map_divs_known(map);
6843         if (known < 0) {
6844                 isl_map_free(map);
6845                 return NULL;
6846         }
6847         if (known)
6848                 return map;
6849
6850         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6851         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6852                 struct isl_map *r2;
6853                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6854                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6855                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6856                 else
6857                         res = isl_map_union(res, r2);
6858         }
6859         isl_map_free(map);
6860
6861         return res;
6862 }
6863
6864 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6865 {
6866         return (struct isl_set *)
6867                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6868 }
6869
6870 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6871 {
6872         return (struct isl_set *)
6873                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6874 }
6875
6876 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6877 {
6878         int i;
6879         struct isl_set *set;
6880
6881         if (!map)
6882                 goto error;
6883
6884         map = isl_map_cow(map);
6885         if (!map)
6886                 return NULL;
6887
6888         set = (struct isl_set *)map;
6889         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6890         if (!set->dim)
6891                 goto error;
6892         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6893                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6894                 if (!set->p[i])
6895                         goto error;
6896         }
6897         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6898         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6899         return set;
6900 error:
6901         isl_map_free(map);
6902         return NULL;
6903 }
6904
6905 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6906  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6907  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6908  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6909  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6910  * may not be disjoint.
6911  *
6912  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6913  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6914  */
6915 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6916         __isl_take isl_map *map2)
6917 {
6918         int i;
6919         unsigned flags = 0;
6920         struct isl_map *map = NULL;
6921         int is_universe;
6922
6923         if (!map1 || !map2)
6924                 goto error;
6925
6926         if (map1->n == 0) {
6927                 isl_map_free(map1);
6928                 return map2;
6929         }
6930         if (map2->n == 0) {
6931                 isl_map_free(map2);
6932                 return map1;
6933         }
6934
6935         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6936         if (is_universe < 0)
6937                 goto error;
6938         if (is_universe) {
6939                 isl_map_free(map2);
6940                 return map1;
6941         }
6942
6943         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6944         if (is_universe < 0)
6945                 goto error;
6946         if (is_universe) {
6947                 isl_map_free(map1);
6948                 return map2;
6949         }
6950
6951         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6952
6953         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6954             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6955                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6956
6957         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6958                                 map1->n + map2->n, flags);
6959         if (!map)
6960                 goto error;
6961         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6962                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6963                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6964                 if (!map)
6965                         goto error;
6966         }
6967         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6968                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6969                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6970                 if (!map)
6971                         goto error;
6972         }
6973         isl_map_free(map1);
6974         isl_map_free(map2);
6975         return map;
6976 error:
6977         isl_map_free(map);
6978         isl_map_free(map1);
6979         isl_map_free(map2);
6980         return NULL;
6981 }
6982
6983 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6984         __isl_take isl_map *map2)
6985 {
6986         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6987 }
6988
6989 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6990 {
6991         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6992         if (!map1)
6993                 return NULL;
6994         if (map1->n > 1)
6995                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6996         return map1;
6997 }
6998
6999 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
7000                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7001 {
7002         return (struct isl_set *)
7003                 isl_map_union_disjoint(
7004                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7005 }
7006
7007 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7008 {
7009         return (struct isl_set *)
7010                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7011 }
7012
7013 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
7014  * the results.
7015  *
7016  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
7017  */
7018 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
7019         __isl_take isl_set *set,
7020         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
7021                 __isl_take isl_basic_set *bset))
7022 {
7023         unsigned flags = 0;
7024         struct isl_map *result;
7025         int i, j;
7026
7027         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
7028                 isl_set_free(set);
7029                 return map;
7030         }
7031
7032         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7033             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
7034                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7035
7036         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
7037                                         map->n * set->n, flags);
7038         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
7039                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
7040                         result = isl_map_add_basic_map(result,
7041                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
7042                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
7043                         if (!result)
7044                                 break;
7045                 }
7046
7047         isl_map_free(map);
7048         isl_set_free(set);
7049         return result;
7050 }
7051
7052 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
7053         __isl_take isl_set *set)
7054 {
7055         if (!map || !set)
7056                 goto error;
7057
7058         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
7059                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
7060                         "incompatible spaces", goto error);
7061
7062         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
7063 error:
7064         isl_map_free(map);
7065         isl_set_free(set);
7066         return NULL;
7067 }
7068
7069 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
7070         __isl_take isl_set *set)
7071 {
7072         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
7073 }
7074
7075 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7076         __isl_take isl_set *set)
7077 {
7078         if (!map || !set)
7079                 goto error;
7080
7081         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
7082                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
7083                         "incompatible spaces", goto error);
7084
7085         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
7086 error:
7087         isl_map_free(map);
7088         isl_set_free(set);
7089         return NULL;
7090 }
7091
7092 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7093         __isl_take isl_set *set)
7094 {
7095         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
7096                                                 &map_intersect_domain);
7097 }
7098
7099 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7100         __isl_take isl_map *map2)
7101 {
7102         if (!map1 || !map2)
7103                 goto error;
7104         map1 = isl_map_reverse(map1);
7105         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
7106         return isl_map_reverse(map1);
7107 error:
7108         isl_map_free(map1);
7109         isl_map_free(map2);
7110         return NULL;
7111 }
7112
7113 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7114         __isl_take isl_map *map2)
7115 {
7116         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
7117 }
7118
7119 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7120         __isl_take isl_map *map2)
7121 {
7122         isl_space *dim_result;
7123         struct isl_map *result;
7124         int i, j;
7125
7126         if (!map1 || !map2)
7127                 goto error;
7128
7129         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
7130                                   isl_space_copy(map2->dim));
7131
7132         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
7133         if (!result)
7134                 goto error;
7135         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7136                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7137                         result = isl_map_add_basic_map(result,
7138                             isl_basic_map_apply_range(
7139                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7140                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
7141                         if (!result)
7142                                 goto error;
7143                 }
7144         isl_map_free(map1);
7145         isl_map_free(map2);
7146         if (result && result->n <= 1)
7147                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
7148         return result;
7149 error:
7150         isl_map_free(map1);
7151         isl_map_free(map2);
7152         return NULL;
7153 }
7154
7155 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7156         __isl_take isl_map *map2)
7157 {
7158         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
7159 }
7160
7161 /*
7162  * returns range - domain
7163  */
7164 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
7165 {
7166         isl_space *dims, *target_dim;
7167         struct isl_basic_set *bset;
7168         unsigned dim;
7169         unsigned nparam;
7170         int i;
7171
7172         if (!bmap)
7173                 goto error;
7174         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
7175                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
7176                    goto error);
7177         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
7178         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
7179         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
7180         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
7181         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7182         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
7183         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
7184         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
7185         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
7186         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7187                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
7188                                             (struct isl_basic_map *)bset);
7189                 if (j < 0) {
7190                         bset = isl_basic_set_free(bset);
7191                         break;
7192                 }
7193                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7194                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
7195                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
7196                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
7197         }
7198         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
7199         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
7200         return bset;
7201 error:
7202         isl_basic_map_free(bmap);
7203         return NULL;
7204 }
7205
7206 /*
7207  * returns range - domain
7208  */
7209 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
7210 {
7211         int i;
7212         isl_space *dim;
7213         struct isl_set *result;
7214
7215         if (!map)
7216                 return NULL;
7217
7218         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
7219                                                  map->dim, isl_dim_out),
7220                    goto error);
7221         dim = isl_map_get_space(map);
7222         dim = isl_space_domain(dim);
7223         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
7224         if (!result)
7225                 goto error;
7226         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7227                 result = isl_set_add_basic_set(result,
7228                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
7229         isl_map_free(map);
7230         return result;
7231 error:
7232         isl_map_free(map);
7233         return NULL;
7234 }
7235
7236 /*
7237  * returns [domain -> range] -> range - domain
7238  */
7239 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
7240         __isl_take isl_basic_map *bmap)
7241 {
7242         int i, k;
7243         isl_space *dim;
7244         isl_basic_map *domain;
7245         int nparam, n;
7246         unsigned total;
7247
7248         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
7249                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
7250                         "domain and range don't match", goto error);
7251
7252         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
7253         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
7254
7255         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
7256         domain = isl_basic_map_universe(dim);
7257
7258         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
7259         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
7260         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
7261
7262         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7263
7264         for (i = 0; i < n; ++i) {
7265                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7266                 if (k < 0)
7267                         goto error;
7268                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
7269                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
7270                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
7271                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
7272         }
7273
7274         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
7275         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7276 error:
7277         isl_basic_map_free(bmap);
7278         return NULL;
7279 }
7280
7281 /*
7282  * returns [domain -> range] -> range - domain
7283  */
7284 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
7285 {
7286         int i;
7287         isl_space *domain_dim;
7288
7289         if (!map)
7290                 return NULL;
7291
7292         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
7293                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
7294                         "domain and range don't match", goto error);
7295
7296         map = isl_map_cow(map);
7297         if (!map)
7298                 return NULL;
7299
7300         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
7301         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
7302         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
7303         if (!map->dim)
7304                 goto error;
7305         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7306                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
7307                 if (!map->p[i])
7308                         goto error;
7309         }
7310         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7311         return map;
7312 error:
7313         isl_map_free(map);
7314         return NULL;
7315 }
7316
7317 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
7318 {
7319         struct isl_basic_map *bmap;
7320         unsigned nparam;
7321         unsigned dim;
7322         int i;
7323
7324         if (!dims)
7325                 return NULL;
7326
7327         nparam = dims->nparam;
7328         dim = dims->n_out;
7329         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7330         if (!bmap)
7331                 goto error;
7332
7333         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7334                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7335                 if (j < 0)
7336                         goto error;
7337                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7338                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7339                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7340         }
7341         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7342 error:
7343         isl_basic_map_free(bmap);
7344         return NULL;
7345 }
7346
7347 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7348 {
7349         if (!dim)
7350                 return NULL;
7351         if (dim->n_in != dim->n_out)
7352                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7353                         "number of input and output dimensions needs to be "
7354                         "the same", goto error);
7355         return basic_map_identity(dim);
7356 error:
7357         isl_space_free(dim);
7358         return NULL;
7359 }
7360
7361 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7362 {
7363         if (!model || !model->dim)
7364                 return NULL;
7365         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7366 }
7367
7368 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7369 {
7370         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7371 }
7372
7373 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7374 {
7375         if (!model || !model->dim)
7376                 return NULL;
7377         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7378 }
7379
7380 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7381 {
7382         if (!model || !model->dim)
7383                 return NULL;
7384         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7385 }
7386
7387 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7388 {
7389         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7390         isl_map *id;
7391         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7392         return isl_map_intersect_range(id, set);
7393 }
7394
7395 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7396  * values.
7397  */
7398 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7399         __isl_take isl_space *space)
7400 {
7401         int i;
7402         unsigned nparam;
7403         unsigned dim;
7404         struct isl_basic_set *bset;
7405
7406         if (!space)
7407                 return NULL;
7408         nparam = space->nparam;
7409         dim = space->n_out;
7410         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7411         if (!bset)
7412                 return NULL;
7413         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7414                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7415                 if (k < 0)
7416                         goto error;
7417                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7418                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7419         }
7420         return bset;
7421 error:
7422         isl_basic_set_free(bset);
7423         return NULL;
7424 }
7425
7426 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7427  */
7428 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7429         int pos)
7430 {
7431         int k;
7432         isl_basic_set *nonneg;
7433
7434         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7435         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7436         if (k < 0)
7437                 goto error;
7438         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7439         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7440
7441         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7442 error:
7443         isl_basic_set_free(nonneg);
7444         return NULL;
7445 }
7446
7447 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7448  */
7449 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7450 {
7451         int k;
7452         isl_basic_set *neg;
7453
7454         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7455         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7456         if (k < 0)
7457                 goto error;
7458         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7459         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7460         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7461
7462         return isl_basic_set_finalize(neg);
7463 error:
7464         isl_basic_set_free(neg);
7465         return NULL;
7466 }
7467
7468 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7469         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7470 {
7471         int i;
7472         isl_basic_set *nonneg;
7473         isl_basic_set *neg;
7474
7475         if (!set)
7476                 return NULL;
7477         if (n == 0)
7478                 return set;
7479
7480         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7481
7482         for (i = 0; i < n; ++i) {
7483                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7484                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7485                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7486                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7487
7488                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7489         }
7490
7491         return set;
7492 error:
7493         isl_set_free(set);
7494         return NULL;
7495 }
7496
7497 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7498         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7499         void *user)
7500 {
7501         isl_set *half;
7502
7503         if (!set)
7504                 return -1;
7505         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7506                 isl_set_free(set);
7507                 return 0;
7508         }
7509         if (first == len)
7510                 return fn(set, signs, user);
7511
7512         signs[first] = 1;
7513         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7514                                                         1 + first));
7515         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7516         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7517                 goto error;
7518
7519         signs[first] = -1;
7520         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7521                                                         1 + first));
7522         half = isl_set_intersect(half, set);
7523         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7524 error:
7525         isl_set_free(set);
7526         return -1;
7527 }
7528
7529 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7530  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7531  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7532  * to the sign of the corresponding variable.
7533  */
7534 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7535         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7536         void *user)
7537 {
7538         unsigned nparam;
7539         unsigned nvar;
7540         int *signs;
7541         int r;
7542
7543         if (!set)
7544                 return -1;
7545         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7546                 return 0;
7547
7548         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7549         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7550
7551         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7552
7553         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7554                             fn, user);
7555
7556         free(signs);
7557
7558         return r;
7559 }
7560
7561 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7562 {
7563         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7564 }
7565
7566 int isl_basic_map_is_subset(
7567                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7568 {
7569         int is_subset;
7570         struct isl_map *map1;
7571         struct isl_map *map2;
7572
7573         if (!bmap1 || !bmap2)
7574                 return -1;
7575
7576         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7577         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7578
7579         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7580
7581         isl_map_free(map1);
7582         isl_map_free(map2);
7583
7584         return is_subset;
7585 }
7586
7587 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7588         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7589 {
7590         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7591 }
7592
7593 int isl_basic_map_is_equal(
7594                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7595 {
7596         int is_subset;
7597
7598         if (!bmap1 || !bmap2)
7599                 return -1;
7600         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7601         if (is_subset != 1)
7602                 return is_subset;
7603         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7604         return is_subset;
7605 }
7606
7607 int isl_basic_set_is_equal(
7608                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7609 {
7610         return isl_basic_map_is_equal(
7611                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7612 }
7613
7614 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7615 {
7616         int i;
7617         int is_empty;
7618
7619         if (!map)
7620                 return -1;
7621         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7622                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7623                 if (is_empty < 0)
7624                         return -1;
7625                 if (!is_empty)
7626                         return 0;
7627         }
7628         return 1;
7629 }
7630
7631 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7632 {
7633         return map ? map->n == 0 : -1;
7634 }
7635
7636 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7637 {
7638         return isl_map_plain_is_empty(map);
7639 }
7640
7641 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7642 {
7643         return set ? set->n == 0 : -1;
7644 }
7645
7646 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7647 {
7648         return isl_set_plain_is_empty(set);
7649 }
7650
7651 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7652 {
7653         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7654 }
7655
7656 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7657 {
7658         if (!map1 || !map2)
7659                 return -1;
7660
7661         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7662 }
7663
7664 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7665 {
7666         if (!set1 || !set2)
7667                 return -1;
7668
7669         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7670 }
7671
7672 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7673 {
7674         int is_subset;
7675
7676         if (!map1 || !map2)
7677                 return -1;
7678         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7679         if (is_subset != 1)
7680                 return is_subset;
7681         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7682         return is_subset;
7683 }
7684
7685 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7686 {
7687         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7688 }
7689
7690 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7691                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7692 {
7693         int is_subset;
7694
7695         if (!bmap1 || !bmap2)
7696                 return -1;
7697         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7698         if (is_subset != 1)
7699                 return is_subset;
7700         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7701         if (is_subset == -1)
7702                 return is_subset;
7703         return !is_subset;
7704 }
7705
7706 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7707 {
7708         int is_subset;
7709
7710         if (!map1 || !map2)
7711                 return -1;
7712         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7713         if (is_subset != 1)
7714                 return is_subset;
7715         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7716         if (is_subset == -1)
7717                 return is_subset;
7718         return !is_subset;
7719 }
7720
7721 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7722 {
7723         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7724 }
7725
7726 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7727 {
7728         if (!bmap)
7729                 return -1;
7730         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7731 }
7732
7733 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7734 {
7735         if (!bset)
7736                 return -1;
7737         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7738 }
7739
7740 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7741 {
7742         int i;
7743
7744         if (!map)
7745                 return -1;
7746
7747         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7748                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7749                 if (r < 0 || r)
7750                         return r;
7751         }
7752
7753         return 0;
7754 }
7755
7756 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7757 {
7758         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7759 }
7760
7761 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7762 {
7763         return isl_set_plain_is_universe(set);
7764 }
7765
7766 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7767 {
7768         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7769         struct isl_vec *sample = NULL;
7770         int empty;
7771         unsigned total;
7772
7773         if (!bmap)
7774                 return -1;
7775
7776         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7777                 return 1;
7778
7779         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7780                 return 0;
7781
7782         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7783                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7784                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7785                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7786                 isl_basic_map_free(copy);
7787                 return empty;
7788         }
7789
7790         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7791         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7792                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7793                 if (contains < 0)
7794                         return -1;
7795                 if (contains)
7796                         return 0;
7797         }
7798         isl_vec_free(bmap->sample);
7799         bmap->sample = NULL;
7800         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7801         if (!bset)
7802                 return -1;
7803         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7804         if (!sample)
7805                 return -1;
7806         empty = sample->size == 0;
7807         isl_vec_free(bmap->sample);
7808         bmap->sample = sample;
7809         if (empty)
7810                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7811
7812         return empty;
7813 }
7814
7815 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7816 {
7817         if (!bmap)
7818                 return -1;
7819         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7820 }
7821
7822 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7823 {
7824         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7825 }
7826
7827 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7828 {
7829         if (!bset)
7830                 return -1;
7831         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7832 }
7833
7834 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7835 {
7836         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7837 }
7838
7839 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7840 {
7841         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7842 }
7843
7844 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7845         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7846 {
7847         struct isl_map *map;
7848         if (!bmap1 || !bmap2)
7849                 goto error;
7850
7851         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7852
7853         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7854         if (!map)
7855                 goto error;
7856         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7857         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7858         return map;
7859 error:
7860         isl_basic_map_free(bmap1);
7861         isl_basic_map_free(bmap2);
7862         return NULL;
7863 }
7864
7865 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7866                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7867 {
7868         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7869                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7870                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7871 }
7872
7873 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7875 {
7876         int i;
7877         unsigned off;
7878
7879         if (!bmap)
7880                 return NULL;
7881
7882         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7883
7884         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7885                 int pos;
7886                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7887                         continue;
7888                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7889                                                             bmap->n_div-i);
7890                 if (pos == -1)
7891                         continue;
7892                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7893                 --i;
7894         }
7895         return bmap;
7896 }
7897
7898 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7899 {
7900         return (struct isl_basic_set *)
7901                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7902 }
7903
7904 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7905 {
7906         int i;
7907
7908         if (!map)
7909                 return 0;
7910
7911         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7912                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7913                 if (!map->p[i])
7914                         goto error;
7915         }
7916
7917         return map;
7918 error:
7919         isl_map_free(map);
7920         return NULL;
7921 }
7922
7923 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7924  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7925  * list of divs is given by "div".
7926  */
7927 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7928         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7929 {
7930         int i, j;
7931         int n_div;
7932
7933         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7934         if (!bset || !div)
7935                 goto error;
7936
7937         if (div->n_row < bset->n_div)
7938                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7939                         "not an expansion", goto error);
7940
7941         n_div = bset->n_div;
7942         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7943                                             div->n_row - n_div, 0,
7944                                             2 * (div->n_row - n_div));
7945
7946         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7947                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7948                         goto error;
7949
7950         j = n_div - 1;
7951         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7952                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7953                         if (i != j)
7954                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7955                         j--;
7956                 } else {
7957                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7958                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7959                                 goto error;
7960                 }
7961         }
7962
7963         isl_mat_free(div);
7964         return bset;
7965 error:
7966         isl_basic_set_free(bset);
7967         isl_mat_free(div);
7968         return NULL;
7969 }
7970
7971 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7972  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7973  * 
7974  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7975  * of the corresponding div in dst otherwise.
7976  */
7977 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7978                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7979 {
7980         int i;
7981
7982         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7983
7984         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7985         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7986                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7987                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7988                                                 dst->n_div - div) == -1)
7989                         return i;
7990         return -1;
7991 }
7992
7993 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7994                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7995 {
7996         int i;
7997         unsigned total;
7998
7999         if (!dst || !src)
8000                 goto error;
8001
8002         if (src->n_div == 0)
8003                 return dst;
8004
8005         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
8006                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
8007
8008         src = isl_basic_map_order_divs(src);
8009         dst = isl_basic_map_cow(dst);
8010         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
8011                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
8012         if (!dst)
8013                 return NULL;
8014         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
8015         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
8016                 int j = find_div(dst, src, i);
8017                 if (j < 0) {
8018                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
8019                         if (j < 0)
8020                                 goto error;
8021                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
8022                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
8023                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
8024                                 goto error;
8025                 }
8026                 if (j != i)
8027                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
8028         }
8029         return dst;
8030 error:
8031         isl_basic_map_free(dst);
8032         return NULL;
8033 }
8034
8035 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
8036                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
8037 {
8038         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
8039                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
8040 }
8041
8042 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
8043 {
8044         int i;
8045
8046         if (!map)
8047                 return NULL;
8048         if (map->n == 0)
8049                 return map;
8050         map = isl_map_compute_divs(map);
8051         map = isl_map_cow(map);
8052         if (!map)
8053                 return NULL;
8054
8055         for (i = 1; i < map->n; ++i)
8056                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
8057         for (i = 1; i < map->n; ++i)
8058                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
8059
8060         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8061         return map;
8062 }
8063
8064 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
8065 {
8066         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
8067 }
8068
8069 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
8070         __isl_take isl_map *map)
8071 {
8072         if (!set || !map)
8073                 goto error;
8074         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
8075         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8076         set = isl_map_range(map);
8077         return set;
8078 error:
8079         isl_set_free(set);
8080         isl_map_free(map);
8081         return NULL;
8082 }
8083
8084 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
8085         __isl_take isl_map *map)
8086 {
8087         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
8088 }
8089
8090 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
8091  * the meaning of the set.
8092  */
8093 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
8094 {
8095         int i;
8096
8097         if (!map)
8098                 return NULL;
8099
8100         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
8101                 remove_if_empty(map, i);
8102
8103         return map;
8104 }
8105
8106 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
8107 {
8108         return (struct isl_set *)
8109                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
8110 }
8111
8112 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
8113 {
8114         struct isl_basic_map *bmap;
8115         if (!map || map->n == 0)
8116                 return NULL;
8117         bmap = map->p[map->n-1];
8118         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
8119         return isl_basic_map_copy(bmap);
8120 }
8121
8122 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
8123 {
8124         return (struct isl_basic_set *)
8125                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
8126 }
8127
8128 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
8129                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
8130 {
8131         int i;
8132
8133         if (!map || !bmap)
8134                 goto error;
8135         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
8136                 if (map->p[i] != bmap)
8137                         continue;
8138                 map = isl_map_cow(map);
8139                 if (!map)
8140                         goto error;
8141                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8142                 if (i != map->n-1) {
8143                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
8144                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
8145                 }
8146                 map->n--;
8147                 return map;
8148         }
8149         return map;
8150 error:
8151         isl_map_free(map);
8152         return NULL;
8153 }
8154
8155 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
8156                                                 struct isl_basic_set *bset)
8157 {
8158         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
8159                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8160 }
8161
8162 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
8163  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
8164  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
8165  */
8166 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
8167         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
8168         int pos, isl_int *opt)
8169 {
8170         isl_space *dims;
8171         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
8172         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
8173         struct isl_ctx *ctx;
8174         struct isl_vec *obj;
8175         unsigned total;
8176         unsigned nparam;
8177         unsigned dim1, dim2;
8178         enum isl_lp_result res;
8179
8180         if (!bset1 || !bset2)
8181                 return isl_lp_error;
8182
8183         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
8184         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
8185         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
8186         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
8187         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
8188         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
8189         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
8190         if (!bmap1 || !bmap2)
8191                 goto error;
8192         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
8193         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
8194                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
8195                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
8196         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
8197         if (!bmap1)
8198                 goto error;
8199         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8200         ctx = bmap1->ctx;
8201         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
8202         if (!obj)
8203                 goto error2;
8204         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
8205         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
8206         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
8207         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
8208                                         opt, NULL, NULL);
8209         isl_basic_map_free(bmap1);
8210         isl_vec_free(obj);
8211         return res;
8212 error:
8213         isl_basic_map_free(bmap2);
8214 error2:
8215         isl_basic_map_free(bmap1);
8216         return isl_lp_error;
8217 }
8218
8219 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
8220  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8221  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
8222  * smaller or larger than those in bset2.
8223  *
8224  * Returns
8225  *       1 if bset1 follows bset2
8226  *      -1 if bset1 precedes bset2
8227  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
8228  *      -2 if some error occurred.
8229  */
8230 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
8231         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
8232 {
8233         isl_int opt;
8234         enum isl_lp_result res;
8235         int cmp;
8236
8237         isl_int_init(opt);
8238
8239         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8240
8241         if (res == isl_lp_empty)
8242                 cmp = 0;
8243         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8244                   res == isl_lp_unbounded)
8245                 cmp = 1;
8246         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8247                 cmp = -1;
8248         else
8249                 cmp = -2;
8250
8251         isl_int_clear(opt);
8252         return cmp;
8253 }
8254
8255 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
8256  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8257  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
8258  * than a value of the same dimension in bset2.
8259  *
8260  * Return
8261  *       1 if there exists such a pair
8262  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8263  *      -1 otherwise
8264  *      -2 if some error occurred.
8265  */
8266 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8267         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
8268 {
8269         isl_int opt;
8270         enum isl_lp_result res;
8271         int cmp;
8272
8273         isl_int_init(opt);
8274
8275         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8276
8277         if (res == isl_lp_empty)
8278                 cmp = -1;
8279         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8280                   res == isl_lp_unbounded)
8281                 cmp = 1;
8282         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8283                 cmp = -1;
8284         else if (res == isl_lp_ok)
8285                 cmp = 0;
8286         else
8287                 cmp = -2;
8288
8289         isl_int_clear(opt);
8290         return cmp;
8291 }
8292
8293 /* Given two sets set1 and set2, check whether
8294  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8295  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
8296  * than a value of the same dimension in set2.
8297  *
8298  * Return
8299  *       1 if there exists such a pair
8300  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8301  *      -1 otherwise
8302  *      -2 if some error occurred.
8303  */
8304 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
8305         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
8306 {
8307         int i, j;
8308         int follows = -1;
8309
8310         if (!set1 || !set2)
8311                 return -2;
8312
8313         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
8314                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
8315                         int f;
8316                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
8317                         if (f == 1 || f == -2)
8318                                 return f;
8319                         if (f > follows)
8320                                 follows = f;
8321                 }
8322
8323         return follows;
8324 }
8325
8326 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8327         unsigned pos, isl_int *val)
8328 {
8329         int i;
8330         int d;
8331         unsigned total;
8332
8333         if (!bmap)
8334                 return -1;
8335         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8336         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8337                 for (; d+1 > pos; --d)
8338                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8339                                 break;
8340                 if (d != pos)
8341                         continue;
8342                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8343                         return 0;
8344                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8345                         return 0;
8346                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8347                         return 0;
8348                 if (val)
8349                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8350                 return 1;
8351         }
8352         return 0;
8353 }
8354
8355 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8356         unsigned pos, isl_int *val)
8357 {
8358         int i;
8359         isl_int v;
8360         isl_int tmp;
8361         int fixed;
8362
8363         if (!map)
8364                 return -1;
8365         if (map->n == 0)
8366                 return 0;
8367         if (map->n == 1)
8368                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8369         isl_int_init(v);
8370         isl_int_init(tmp);
8371         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8372         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8373                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8374                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8375                         fixed = 0;
8376         }
8377         if (val)
8378                 isl_int_set(*val, v);
8379         isl_int_clear(tmp);
8380         isl_int_clear(v);
8381         return fixed;
8382 }
8383
8384 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8385         unsigned pos, isl_int *val)
8386 {
8387         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8388                                                 pos, val);
8389 }
8390
8391 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8392         isl_int *val)
8393 {
8394         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8395 }
8396
8397 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8398         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8399 {
8400         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8401                 return -1;
8402         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8403                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8404 }
8405
8406 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8407         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8408 {
8409         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8410                 return -1;
8411         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8412                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8413 }
8414
8415 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8416         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8417 {
8418         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8419 }
8420
8421 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8422         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8423 {
8424         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8425 }
8426
8427 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8428  * then return this fixed value in *val.
8429  */
8430 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8431         unsigned dim, isl_int *val)
8432 {
8433         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8434                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8435 }
8436
8437 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8438  * then return this fixed value in *val.
8439  */
8440 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8441         unsigned dim, isl_int *val)
8442 {
8443         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8444 }
8445
8446 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8447         unsigned dim, isl_int *val)
8448 {
8449         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8450 }
8451
8452 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8453  * then return this fixed value in *val.
8454  */
8455 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8456         unsigned in, isl_int *val)
8457 {
8458         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8459 }
8460
8461 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8462  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8463  */
8464 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8465         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8466 {
8467         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8468         isl_int *c;
8469         unsigned total;
8470         unsigned nparam;
8471
8472         if (!bset)
8473                 return -1;
8474         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8475         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8476         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8477                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8478                         continue;
8479                 if (i_eq != -1)
8480                         return 0;
8481                 i_eq = i;
8482         }
8483         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8484                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8485                         continue;
8486                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8487                         return 0;
8488                 i_ineq = i;
8489         }
8490         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8491                 return 0;
8492         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8493         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8494         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8495                 return 0;
8496         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8497                 return 0;
8498         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8499                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8500                 return 0;
8501         if (val)
8502                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8503         return 1;
8504 }
8505
8506 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8507         unsigned dim, isl_int *val)
8508 {
8509         int i;
8510         isl_int v;
8511         isl_int tmp;
8512         int fixed;
8513
8514         if (!set)
8515                 return -1;
8516         if (set->n == 0)
8517                 return 0;
8518         if (set->n == 1)
8519                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8520                                                                 dim, val);
8521         isl_int_init(v);
8522         isl_int_init(tmp);
8523         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8524                                                                 dim, &v);
8525         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8526                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8527                                                                 dim, &tmp);
8528                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8529                         fixed = 0;
8530         }
8531         if (val)
8532                 isl_int_set(*val, v);
8533         isl_int_clear(tmp);
8534         isl_int_clear(v);
8535         return fixed;
8536 }
8537
8538 struct constraint {
8539         unsigned        size;
8540         isl_int         *c;
8541 };
8542
8543 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8544  * variables sorting first.
8545  */
8546 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8547 {
8548         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8549         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8550         int l1, l2;
8551         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8552
8553         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8554         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8555
8556         if (l1 != l2)
8557                 return l1 - l2;
8558
8559         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8560 }
8561
8562 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8563         struct isl_basic_map *bmap)
8564 {
8565         int i;
8566         struct constraint *c;
8567         unsigned total;
8568
8569         if (!bmap)
8570                 return NULL;
8571         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8572         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8573         if (!c)
8574                 goto error;
8575         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8576                 c[i].size = total;
8577                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8578         }
8579         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8580         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8581                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8582         free(c);
8583         return bmap;
8584 error:
8585         isl_basic_map_free(bmap);
8586         return NULL;
8587 }
8588
8589 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8590         __isl_take isl_basic_set *bset)
8591 {
8592         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8593                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8594 }
8595
8596 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8597 {
8598         if (!bmap)
8599                 return NULL;
8600         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8601                 return bmap;
8602         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8603         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8604         if (bmap)
8605                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8606         return bmap;
8607 }
8608
8609 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8610 {
8611         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8612                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8613 }
8614
8615 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8616         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8617 {
8618         int i, cmp;
8619         unsigned total;
8620
8621         if (bmap1 == bmap2)
8622                 return 0;
8623         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8624             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8625                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8626         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8627                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8628         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8629                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8630         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8631                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8632         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8633             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8634                 return 0;
8635         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8636                 return 1;
8637         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8638                 return -1;
8639         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8640                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8641         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8642                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8643         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8644                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8645         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8646         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8647                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8648                 if (cmp)
8649                         return cmp;
8650         }
8651         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8652                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8653                 if (cmp)
8654                         return cmp;
8655         }
8656         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8657                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8658                 if (cmp)
8659                         return cmp;
8660         }
8661         return 0;
8662 }
8663
8664 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8665         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8666 {
8667         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8668 }
8669
8670 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8671 {
8672         int i, cmp;
8673
8674         if (set1 == set2)
8675                 return 0;
8676         if (set1->n != set2->n)
8677                 return set1->n - set2->n;
8678
8679         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8680                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8681                 if (cmp)
8682                         return cmp;
8683         }
8684
8685         return 0;
8686 }
8687
8688 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8689         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8690 {
8691         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8692 }
8693
8694 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8695         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8696 {
8697         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8698                                             (isl_basic_map *)bset2);
8699 }
8700
8701 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8702 {
8703         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8704         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8705
8706         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8707 }
8708
8709 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8710  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8711  * meaning of any possible other copies of map.
8712  */
8713 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8714 {
8715         int i, j;
8716         struct isl_basic_map *bmap;
8717
8718         if (!map)
8719                 return NULL;
8720         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8721                 return map;
8722         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8723                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8724                 if (!bmap)
8725                         goto error;
8726                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8727                 map->p[i] = bmap;
8728         }
8729         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8730         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8731         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8732         if (!map)
8733                 return NULL;
8734         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8735                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8736                         continue;
8737                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8738                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8739                         map->p[j-1] = map->p[j];
8740                 map->n--;
8741         }
8742         return map;
8743 error:
8744         isl_map_free(map);
8745         return NULL;
8746
8747 }
8748
8749 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8750 {
8751         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8752 }
8753
8754 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8755 {
8756         int i;
8757         int equal;
8758
8759         if (!map1 || !map2)
8760                 return -1;
8761
8762         if (map1 == map2)
8763                 return 1;
8764         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8765                 return 0;
8766
8767         map1 = isl_map_copy(map1);
8768         map2 = isl_map_copy(map2);
8769         map1 = isl_map_normalize(map1);
8770         map2 = isl_map_normalize(map2);
8771         if (!map1 || !map2)
8772                 goto error;
8773         equal = map1->n == map2->n;
8774         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8775                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8776                 if (equal < 0)
8777                         goto error;
8778         }
8779         isl_map_free(map1);
8780         isl_map_free(map2);
8781         return equal;
8782 error:
8783         isl_map_free(map1);
8784         isl_map_free(map2);
8785         return -1;
8786 }
8787
8788 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8789 {
8790         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8791 }
8792
8793 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8794 {
8795         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8796                                                 (struct isl_map *)set2);
8797 }
8798
8799 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8800 {
8801         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8802 }
8803
8804 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8805  */
8806 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8807         isl_int min, isl_int max)
8808 {
8809         int k;
8810         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8811
8812         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8813         if (!bset)
8814                 goto error;
8815
8816         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8817         if (k < 0)
8818                 goto error;
8819         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8820         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8821
8822         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8823         if (k < 0)
8824                 goto error;
8825         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8826         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8827
8828         return bset;
8829 error:
8830         isl_basic_set_free(bset);
8831         return NULL;
8832 }
8833
8834 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8835  */
8836 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8837         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8838 {
8839         int i;
8840         unsigned dim;
8841         unsigned nparam;
8842         unsigned extra;
8843         unsigned n_eq;
8844         unsigned n_ineq;
8845         struct isl_basic_set *product = NULL;
8846
8847         if (!list)
8848                 goto error;
8849         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8850         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8851         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8852         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8853         extra = list->p[0]->n_div;
8854         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8855         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8856         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8857                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8858                 isl_assert(list->ctx,
8859                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8860                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8861                 extra += list->p[i]->n_div;
8862                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8863                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8864         }
8865         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8866                                         n_eq, n_ineq);
8867         if (!product)
8868                 goto error;
8869         dim = 0;
8870         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8871                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8872                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8873                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8874         }
8875         isl_basic_set_list_free(list);
8876         return product;
8877 error:
8878         isl_basic_set_free(product);
8879         isl_basic_set_list_free(list);
8880         return NULL;
8881 }
8882
8883 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8884                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8885 {
8886         isl_space *dim_result = NULL;
8887         struct isl_basic_map *bmap;
8888         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8889         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8890
8891         if (!bmap1 || !bmap2)
8892                 goto error;
8893
8894         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8895                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8896         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8897                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8898
8899         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8900         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8901         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8902         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8903         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8904
8905         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8906         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8907         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8908         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8909         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8910         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8911         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8912         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8913         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8914         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8915         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8916
8917         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8918                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8919                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8920                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8921         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8922         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8923         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8924         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8925 error:
8926         isl_basic_map_free(bmap1);
8927         isl_basic_map_free(bmap2);
8928         return NULL;
8929 }
8930
8931 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8932         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8933 {
8934         isl_basic_map *prod;
8935
8936         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8937         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8938         return prod;
8939 }
8940
8941 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8942         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8943 {
8944         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8945 }
8946
8947 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8948         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8949 {
8950         isl_space *space_result = NULL;
8951         isl_basic_map *bmap;
8952         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8953         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8954
8955         if (!bmap1 || !bmap2)
8956                 goto error;
8957
8958         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8959                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8960
8961         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8962         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8963         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8964         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8965
8966         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8967         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8968         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8969         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8970         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8971         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8972         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8973         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8974         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8975         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8976         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8977
8978         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8979                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8980                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8981                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8982         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8983         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8984         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8985         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8986 error:
8987         isl_basic_map_free(bmap1);
8988         isl_basic_map_free(bmap2);
8989         return NULL;
8990 }
8991
8992 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8993         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8994 {
8995         isl_space *dim_result = NULL;
8996         isl_basic_map *bmap;
8997         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8998         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8999
9000         if (!bmap1 || !bmap2)
9001                 goto error;
9002
9003         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
9004                             bmap2->dim, isl_dim_param))
9005                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
9006                         "parameters don't match", goto error);
9007
9008         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
9009                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
9010
9011         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
9012         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
9013         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
9014         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
9015
9016         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
9017         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
9018         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
9019         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
9020         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
9021         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
9022         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
9023         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
9024         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
9025         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
9026         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
9027
9028         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
9029                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
9030                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
9031                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
9032         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
9033         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
9034         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9035         return isl_basic_map_finalize(bmap);
9036 error:
9037         isl_basic_map_free(bmap1);
9038         isl_basic_map_free(bmap2);
9039         return NULL;
9040 }
9041
9042 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
9043         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
9044 {
9045         isl_basic_map *prod;
9046
9047         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
9048         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
9049         return prod;
9050 }
9051
9052 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
9053         __isl_take isl_map *map2,
9054         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
9055                                            __isl_take isl_space *right),
9056         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
9057                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
9058 {
9059         unsigned flags = 0;
9060         struct isl_map *result;
9061         int i, j;
9062
9063         if (!map1 || !map2)
9064                 goto error;
9065
9066         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
9067                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
9068
9069         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
9070             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
9071                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
9072
9073         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
9074                                                isl_space_copy(map2->dim)),
9075                                 map1->n * map2->n, flags);
9076         if (!result)
9077                 goto error;
9078         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
9079                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
9080                         struct isl_basic_map *part;
9081                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
9082                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
9083                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
9084                                 isl_basic_map_free(part);
9085                         else
9086                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
9087                         if (!result)
9088                                 goto error;
9089                 }
9090         isl_map_free(map1);
9091         isl_map_free(map2);
9092         return result;
9093 error:
9094         isl_map_free(map1);
9095         isl_map_free(map2);
9096         return NULL;
9097 }
9098
9099 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
9100  */
9101 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9102         __isl_take isl_map *map2)
9103 {
9104         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
9105 }
9106
9107 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
9108         __isl_take isl_map *map2)
9109 {
9110         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
9111 }
9112
9113 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
9114  */
9115 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
9116         __isl_take isl_map *map2)
9117 {
9118         isl_map *prod;
9119
9120         prod = isl_map_product(map1, map2);
9121         prod = isl_map_flatten(prod);
9122         return prod;
9123 }
9124
9125 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
9126  */
9127 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
9128 {
9129         return isl_map_range_product(set1, set2);
9130 }
9131
9132 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
9133         __isl_take isl_set *set2)
9134 {
9135         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
9136 }
9137
9138 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
9139  */
9140 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9141         __isl_take isl_map *map2)
9142 {
9143         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
9144                                 &isl_basic_map_domain_product);
9145 }
9146
9147 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
9148  */
9149 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9150         __isl_take isl_map *map2)
9151 {
9152         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
9153                                 &isl_basic_map_range_product);
9154 }
9155
9156 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9157         __isl_take isl_map *map2)
9158 {
9159         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9160                                                 &map_domain_product_aligned);
9161 }
9162
9163 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9164         __isl_take isl_map *map2)
9165 {
9166         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9167                                                 &map_range_product_aligned);
9168 }
9169
9170 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
9171  */
9172 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9173         __isl_take isl_map *map2)
9174 {
9175         isl_map *prod;
9176
9177         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
9178         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
9179         return prod;
9180 }
9181
9182 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
9183  */
9184 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9185         __isl_take isl_map *map2)
9186 {
9187         isl_map *prod;
9188
9189         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
9190         prod = isl_map_flatten_range(prod);
9191         return prod;
9192 }
9193
9194 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9195 {
9196         int i;
9197         uint32_t hash = isl_hash_init();
9198         unsigned total;
9199
9200         if (!bmap)
9201                 return 0;
9202         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
9203         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
9204         if (!bmap)
9205                 return 0;
9206         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
9207         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
9208         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
9209                 uint32_t c_hash;
9210                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
9211                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9212         }
9213         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
9214         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9215                 uint32_t c_hash;
9216                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
9217                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9218         }
9219         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
9220         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9221                 uint32_t c_hash;
9222                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9223                         continue;
9224                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
9225                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
9226                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9227         }
9228         isl_basic_map_free(bmap);
9229         return hash;
9230 }
9231
9232 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9233 {
9234         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
9235 }
9236
9237 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
9238 {
9239         int i;
9240         uint32_t hash;
9241
9242         if (!map)
9243                 return 0;
9244         map = isl_map_copy(map);
9245         map = isl_map_normalize(map);
9246         if (!map)
9247                 return 0;
9248
9249         hash = isl_hash_init();
9250         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9251                 uint32_t bmap_hash;
9252                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
9253                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
9254         }
9255                 
9256         isl_map_free(map);
9257
9258         return hash;
9259 }
9260
9261 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
9262 {
9263         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
9264 }
9265
9266 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9267  * by the values of the other parameters and variables.
9268  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
9269  */
9270 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
9271 {
9272         int i;
9273         unsigned nparam;
9274
9275         if (!bset)
9276                 return -1;
9277         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
9278         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
9279                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
9280                         return 1;
9281         return 0;
9282 }
9283
9284 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9285  * by the values of the other parameters and variables.
9286  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
9287  * for each of the subsets.
9288  */
9289 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
9290 {
9291         int i;
9292
9293         if (!set)
9294                 return -1;
9295         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9296                 int unique;
9297                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
9298                 if (unique != 1)
9299                         return unique;
9300         }
9301         return 1;
9302 }
9303
9304 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
9305 {
9306         return set ? set->n : 0;
9307 }
9308
9309 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
9310         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
9311 {
9312         int i;
9313
9314         if (!map)
9315                 return -1;
9316
9317         for (i = 0; i < map->n; ++i)
9318                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
9319                         return -1;
9320
9321         return 0;
9322 }
9323
9324 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9325         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9326 {
9327         int i;
9328
9329         if (!set)
9330                 return -1;
9331
9332         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9333                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9334                         return -1;
9335
9336         return 0;
9337 }
9338
9339 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9340 {
9341         isl_space *dim;
9342
9343         if (!bset)
9344                 return NULL;
9345
9346         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9347         if (!bset)
9348                 return NULL;
9349
9350         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9351         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9352         if (!dim)
9353                 goto error;
9354         isl_space_free(bset->dim);
9355         bset->dim = dim;
9356         bset->extra -= bset->n_div;
9357         bset->n_div = 0;
9358
9359         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9360
9361         return bset;
9362 error:
9363         isl_basic_set_free(bset);
9364         return NULL;
9365 }
9366
9367 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9368 {
9369         int i;
9370         isl_space *dim;
9371         unsigned n_div;
9372
9373         set = isl_set_align_divs(set);
9374
9375         if (!set)
9376                 return NULL;
9377
9378         set = isl_set_cow(set);
9379         if (!set)
9380                 return NULL;
9381
9382         n_div = set->p[0]->n_div;
9383         dim = isl_set_get_space(set);
9384         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9385         if (!dim)
9386                 goto error;
9387         isl_space_free(set->dim);
9388         set->dim = dim;
9389
9390         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9391                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9392                 if (!set->p[i])
9393                         goto error;
9394         }
9395
9396         return set;
9397 error:
9398         isl_set_free(set);
9399         return NULL;
9400 }
9401
9402 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9403 {
9404         isl_space *dim;
9405         struct isl_basic_map *bmap;
9406         unsigned n_set;
9407         unsigned n_div;
9408         unsigned n_param;
9409         unsigned total;
9410         int i, k, l;
9411
9412         set = isl_set_align_divs(set);
9413
9414         if (!set)
9415                 return NULL;
9416
9417         dim = isl_set_get_space(set);
9418         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9419                 isl_set_free(set);
9420                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9421         }
9422
9423         n_div = set->p[0]->n_div;
9424         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9425         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9426         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9427         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9428         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9429         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9430                 bmap = var_equal(bmap, i);
9431
9432         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9433         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9434                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9435                 if (k < 0)
9436                         goto error;
9437                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9438                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9439                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9440                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9441                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9442                             set->p[0]->div[i][0]);
9443
9444                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9445                 if (l < 0)
9446                         goto error;
9447                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9448                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9449                             set->p[0]->div[i][0]);
9450                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9451         }
9452
9453         isl_set_free(set);
9454         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9455         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9456         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9457 error:
9458         isl_set_free(set);
9459         isl_basic_map_free(bmap);
9460         return NULL;
9461 }
9462
9463 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9464 {
9465         unsigned dim;
9466         int size = 0;
9467
9468         if (!bset)
9469                 return -1;
9470
9471         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9472         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9473         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9474         size += bset->n_div * (2 + dim);
9475
9476         return size;
9477 }
9478
9479 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9480 {
9481         int i;
9482         int size = 0;
9483
9484         if (!set)
9485                 return -1;
9486
9487         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9488                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9489
9490         return size;
9491 }
9492
9493 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9494  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9495  */
9496 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9497         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9498 {
9499         int i;
9500
9501         if (!bmap)
9502                 return -1;
9503
9504         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9505
9506         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9507
9508         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9509                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9510                         continue;
9511                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9512                         return 1;
9513         }
9514
9515         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9516                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9517                         return 1;
9518
9519         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9520                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9521                 if (sgn > 0)
9522                         lower = 1;
9523                 if (sgn < 0)
9524                         upper = 1;
9525         }
9526
9527         return lower && upper;
9528 }
9529
9530 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9532 {
9533         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9534 }
9535
9536 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9537         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9538 {
9539         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9540 }
9541
9542 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9543         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9544 {
9545         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9546 }
9547
9548 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9549         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9550 {
9551         int i;
9552
9553         if (!map)
9554                 return -1;
9555
9556         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9557                 int bounded;
9558                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9559                 if (bounded < 0 || !bounded)
9560                         return bounded;
9561         }
9562
9563         return 1;
9564 }
9565
9566 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9567  * and a lower bound.
9568  */
9569 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9570         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9571 {
9572         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9573 }
9574
9575 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9576  */
9577 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9578         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9579         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9580                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9581 {
9582         int i;
9583
9584         if (!map)
9585                 return -1;
9586
9587         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9588                 int bounded;
9589                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9590                 if (bounded < 0 || bounded)
9591                         return bounded;
9592         }
9593
9594         return 0;
9595 }
9596
9597 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9598  */
9599 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9601 {
9602         return has_any_bound(set, type, pos,
9603                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9604 }
9605
9606 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9607  */
9608 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9609         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9610 {
9611         return has_any_bound(set, type, pos,
9612                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9613 }
9614
9615 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9616  */
9617 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9618         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9619         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9620                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9621 {
9622         int i;
9623
9624         if (!map)
9625                 return -1;
9626
9627         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9628                 int bounded;
9629                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9630                 if (bounded < 0 || !bounded)
9631                         return bounded;
9632         }
9633
9634         return 1;
9635 }
9636
9637 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9638  */
9639 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9640         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9641 {
9642         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9643 }
9644
9645 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9646  */
9647 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9648         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9649 {
9650         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9651 }
9652
9653 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9654  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9655  * elements of the array "signs".
9656  * Sign
9657  *      1 means that the variable is non-negative
9658  *      -1 means that the variable is non-positive
9659  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9660  */
9661 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9662         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9663 {
9664         isl_vec *bound = NULL;
9665         struct isl_tab *tab = NULL;
9666         struct isl_tab_undo *snap;
9667         int i;
9668
9669         if (!bset || !signs)
9670                 return -1;
9671
9672         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9673         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9674         if (!bound || !tab)
9675                 goto error;
9676
9677         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9678         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9679
9680         snap = isl_tab_snap(tab);
9681         for (i = 0; i < n; ++i) {
9682                 int empty;
9683
9684                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9685                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9686                         goto error;
9687                 empty = tab->empty;
9688                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9689                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9690                         goto error;
9691
9692                 if (empty) {
9693                         signs[i] = 1;
9694                         continue;
9695                 }
9696
9697                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9698                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9699                         goto error;
9700                 empty = tab->empty;
9701                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9702                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9703                         goto error;
9704
9705                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9706         }
9707
9708         isl_tab_free(tab);
9709         isl_vec_free(bound);
9710         return 0;
9711 error:
9712         isl_tab_free(tab);
9713         isl_vec_free(bound);
9714         return -1;
9715 }
9716
9717 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9718         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9719 {
9720         if (!bset || !signs)
9721                 return -1;
9722         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9723                 return -1);
9724
9725         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9726         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9727 }
9728
9729 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9730  * In particular, for each output dimension, check that there is
9731  * an equality that defines the output dimension in terms of
9732  * earlier dimensions.
9733  */
9734 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9735 {
9736         int i, j;
9737         unsigned total;
9738         unsigned n_out;
9739         unsigned o_out;
9740
9741         if (!bmap)
9742                 return -1;
9743
9744         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9745         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9746         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9747
9748         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9749                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9750                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9751                                 continue;
9752                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9753                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9754                                 break;
9755                 }
9756                 if (j >= bmap->n_eq)
9757                         return 0;
9758         }
9759
9760         return 1;
9761 }
9762
9763 /* Check if the given basic map is single-valued.
9764  * We simply compute
9765  *
9766  *      M \circ M^-1
9767  *
9768  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9769  */
9770 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9771 {
9772         isl_space *space;
9773         isl_basic_map *test;
9774         isl_basic_map *id;
9775         int sv;
9776
9777         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9778         if (sv < 0 || sv)
9779                 return sv;
9780
9781         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9782         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9783
9784         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9785         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9786         id = isl_basic_map_identity(space);
9787
9788         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9789
9790         isl_basic_map_free(test);
9791         isl_basic_map_free(id);
9792
9793         return sv;
9794 }
9795
9796 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9797  */
9798 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9799 {
9800         if (!map)
9801                 return -1;
9802         if (map->n == 0)
9803                 return 1;
9804         if (map->n >= 2)
9805                 return 0;
9806
9807         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9808 }
9809
9810 /* Check if the given map is single-valued.
9811  * We simply compute
9812  *
9813  *      M \circ M^-1
9814  *
9815  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9816  */
9817 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9818 {
9819         isl_space *dim;
9820         isl_map *test;
9821         isl_map *id;
9822         int sv;
9823
9824         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9825         if (sv < 0 || sv)
9826                 return sv;
9827
9828         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9829         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9830
9831         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9832         id = isl_map_identity(dim);
9833
9834         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9835
9836         isl_map_free(test);
9837         isl_map_free(id);
9838
9839         return sv;
9840 }
9841
9842 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9843 {
9844         int in;
9845
9846         map = isl_map_copy(map);
9847         map = isl_map_reverse(map);
9848         in = isl_map_is_single_valued(map);
9849         isl_map_free(map);
9850
9851         return in;
9852 }
9853
9854 /* Check if the given map is obviously injective.
9855  */
9856 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9857 {
9858         int in;
9859
9860         map = isl_map_copy(map);
9861         map = isl_map_reverse(map);
9862         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9863         isl_map_free(map);
9864
9865         return in;
9866 }
9867
9868 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9869 {
9870         int sv;
9871
9872         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9873         if (sv < 0 || !sv)
9874                 return sv;
9875
9876         return isl_map_is_injective(map);
9877 }
9878
9879 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9880 {
9881         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9882 }
9883
9884 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9885 {
9886         int ok;
9887         isl_set *delta;
9888
9889         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9890         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9891         isl_set_free(delta);
9892
9893         return ok;
9894 }
9895
9896 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9897 {
9898         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9899                 return 0;
9900         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9901                 return 0;
9902         return 1;
9903 }
9904
9905 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9906 {
9907         int i, j;
9908         unsigned nvar;
9909         unsigned ovar;
9910
9911         if (!bset)
9912                 return -1;
9913
9914         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9915                 return 0;
9916
9917         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9918         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9919         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9920                 int lower = 0, upper = 0;
9921                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9922                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9923                                 continue;
9924                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9925                                 return 0;
9926                         break;
9927                 }
9928                 if (i < bset->n_eq)
9929                         continue;
9930                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9931                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9932                                 continue;
9933                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9934                                 return 0;
9935                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9936                                 lower = 1;
9937                         else
9938                                 upper = 1;
9939                 }
9940                 if (!lower || !upper)
9941                         return 0;
9942         }
9943
9944         return 1;
9945 }
9946
9947 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9948 {
9949         if (!set)
9950                 return -1;
9951         if (set->n != 1)
9952                 return 0;
9953
9954         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9955 }
9956
9957 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9958 {
9959         if (!bset)
9960                 return -1;
9961         
9962         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9963 }
9964
9965 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9966 {
9967         if (!set)
9968                 return -1;
9969         
9970         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9971 }
9972
9973 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9974 {
9975         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9976         if (!bmap)
9977                 return NULL;
9978
9979         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9980         if (!bmap->dim)
9981                 goto error;
9982
9983         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9984
9985         return (isl_basic_set *)bmap;
9986 error:
9987         isl_basic_map_free(bmap);
9988         return NULL;
9989 }
9990
9991 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9992 {
9993         int i;
9994
9995         map = isl_map_cow(map);
9996         if (!map)
9997                 return NULL;
9998
9999         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10000                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
10001                 if (!map->p[i])
10002                         goto error;
10003         }
10004         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
10005         if (!map->dim)
10006                 goto error;
10007
10008         return (isl_set *)map;
10009 error:
10010         isl_map_free(map);
10011         return NULL;
10012 }
10013
10014 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
10015 {
10016         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10017         if (!bset)
10018                 return NULL;
10019
10020         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
10021         if (!bset->dim)
10022                 goto error;
10023
10024         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
10025
10026         return (isl_basic_map *)bset;
10027 error:
10028         isl_basic_set_free(bset);
10029         return NULL;
10030 }
10031
10032 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
10033 {
10034         int i;
10035
10036         if (!set)
10037                 return NULL;
10038
10039         if (!isl_set_is_wrapping(set))
10040                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
10041                         goto error);
10042
10043         set = isl_set_cow(set);
10044         if (!set)
10045                 return NULL;
10046
10047         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
10048                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
10049                 if (!set->p[i])
10050                         goto error;
10051         }
10052
10053         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
10054         if (!set->dim)
10055                 goto error;
10056
10057         return (isl_map *)set;
10058 error:
10059         isl_set_free(set);
10060         return NULL;
10061 }
10062
10063 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10064         enum isl_dim_type type)
10065 {
10066         if (!bmap)
10067                 return NULL;
10068
10069         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
10070                 return bmap;
10071
10072         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10073         if (!bmap)
10074                 return NULL;
10075
10076         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
10077         if (!bmap->dim)
10078                 goto error;
10079
10080         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10081
10082         return bmap;
10083 error:
10084         isl_basic_map_free(bmap);
10085         return NULL;
10086 }
10087
10088 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
10089         enum isl_dim_type type)
10090 {
10091         int i;
10092
10093         if (!map)
10094                 return NULL;
10095
10096         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
10097                 return map;
10098
10099         map = isl_map_cow(map);
10100         if (!map)
10101                 return NULL;
10102
10103         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10104                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
10105                 if (!map->p[i])
10106                         goto error;
10107         }
10108         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
10109         if (!map->dim)
10110                 goto error;
10111
10112         return map;
10113 error:
10114         isl_map_free(map);
10115         return NULL;
10116 }
10117
10118 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10119 {
10120         if (!bmap)
10121                 return NULL;
10122
10123         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
10124                 return bmap;
10125
10126         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10127         if (!bmap)
10128                 return NULL;
10129
10130         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
10131         if (!bmap->dim)
10132                 goto error;
10133
10134         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10135
10136         return bmap;
10137 error:
10138         isl_basic_map_free(bmap);
10139         return NULL;
10140 }
10141
10142 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
10143 {
10144         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
10145 }
10146
10147 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
10148         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10149 {
10150         if (!bmap)
10151                 return NULL;
10152
10153         if (!bmap->dim->nested[0])
10154                 return bmap;
10155
10156         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10157         if (!bmap)
10158                 return NULL;
10159
10160         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
10161         if (!bmap->dim)
10162                 goto error;
10163
10164         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10165
10166         return bmap;
10167 error:
10168         isl_basic_map_free(bmap);
10169         return NULL;
10170 }
10171
10172 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
10173         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10174 {
10175         if (!bmap)
10176                 return NULL;
10177
10178         if (!bmap->dim->nested[1])
10179                 return bmap;
10180
10181         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10182         if (!bmap)
10183                 return NULL;
10184
10185         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
10186         if (!bmap->dim)
10187                 goto error;
10188
10189         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10190
10191         return bmap;
10192 error:
10193         isl_basic_map_free(bmap);
10194         return NULL;
10195 }
10196
10197 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
10198 {
10199         int i;
10200
10201         if (!map)
10202                 return NULL;
10203
10204         if (!map->dim->nested[0] && !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(map->p[i]);
10213                 if (!map->p[i])
10214                         goto error;
10215         }
10216         map->dim = isl_space_flatten(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 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
10227 {
10228         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
10229 }
10230
10231 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
10232 {
10233         isl_space *dim, *flat_dim;
10234         isl_map *map;
10235
10236         dim = isl_set_get_space(set);
10237         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
10238         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
10239         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
10240
10241         return map;
10242 }
10243
10244 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
10245 {
10246         int i;
10247
10248         if (!map)
10249                 return NULL;
10250
10251         if (!map->dim->nested[0])
10252                 return map;
10253
10254         map = isl_map_cow(map);
10255         if (!map)
10256                 return NULL;
10257
10258         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10259                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
10260                 if (!map->p[i])
10261                         goto error;
10262         }
10263         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
10264         if (!map->dim)
10265                 goto error;
10266
10267         return map;
10268 error:
10269         isl_map_free(map);
10270         return NULL;
10271 }
10272
10273 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
10274 {
10275         int i;
10276
10277         if (!map)
10278                 return NULL;
10279
10280         if (!map->dim->nested[1])
10281                 return map;
10282
10283         map = isl_map_cow(map);
10284         if (!map)
10285                 return NULL;
10286
10287         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10288                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
10289                 if (!map->p[i])
10290                         goto error;
10291         }
10292         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
10293         if (!map->dim)
10294                 goto error;
10295
10296         return map;
10297 error:
10298         isl_map_free(map);
10299         return NULL;
10300 }
10301
10302 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
10303  * and set the dimension specification to "dim".
10304  */
10305 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10306         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
10307 {
10308         isl_basic_map *res;
10309         unsigned flags;
10310
10311         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10312         if (!bmap || !dim || !dim_map)
10313                 goto error;
10314
10315         flags = bmap->flags;
10316         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
10317         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
10318         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
10319         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
10320                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
10321         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
10322         if (res)
10323                 res->flags = flags;
10324         res = isl_basic_map_finalize(res);
10325         return res;
10326 error:
10327         free(dim_map);
10328         isl_basic_map_free(bmap);
10329         isl_space_free(dim);
10330         return NULL;
10331 }
10332
10333 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10334  */
10335 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10336         __isl_take isl_reordering *r)
10337 {
10338         int i;
10339         struct isl_dim_map *dim_map;
10340
10341         map = isl_map_cow(map);
10342         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10343         if (!map || !r || !dim_map)
10344                 goto error;
10345
10346         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10347                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10348
10349                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10350
10351                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10352                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10353
10354                 if (!map->p[i])
10355                         goto error;
10356         }
10357
10358         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10359
10360         isl_reordering_free(r);
10361         free(dim_map);
10362         return map;
10363 error:
10364         free(dim_map);
10365         isl_map_free(map);
10366         isl_reordering_free(r);
10367         return NULL;
10368 }
10369
10370 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10371         __isl_take isl_reordering *r)
10372 {
10373         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10374 }
10375
10376 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10377         __isl_take isl_space *model)
10378 {
10379         isl_ctx *ctx;
10380
10381         if (!map || !model)
10382                 goto error;
10383
10384         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10385         if (!isl_space_has_named_params(model))
10386                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10387                         "model has unnamed parameters", goto error);
10388         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10389                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10390                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10391         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10392                 isl_reordering *exp;
10393
10394                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10395                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10396                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10397                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10398                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10399                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10400                 map = isl_map_realign(map, exp);
10401         }
10402
10403         isl_space_free(model);
10404         return map;
10405 error:
10406         isl_space_free(model);
10407         isl_map_free(map);
10408         return NULL;
10409 }
10410
10411 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10412         __isl_take isl_space *model)
10413 {
10414         return isl_map_align_params(set, model);
10415 }
10416
10417 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10418  * additional parameters if needed.
10419  */
10420 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10421         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10422 {
10423         isl_ctx *ctx;
10424
10425         if (!bmap || !model)
10426                 goto error;
10427
10428         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10429         if (!isl_space_has_named_params(model))
10430                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10431                         "model has unnamed parameters", goto error);
10432         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10433                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10434                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10435         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10436                 isl_reordering *exp;
10437                 struct isl_dim_map *dim_map;
10438
10439                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10440                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10441                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10442                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10443                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10444                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10445                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10446                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10447                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10448                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10449                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10450                 isl_reordering_free(exp);
10451                 free(dim_map);
10452         }
10453
10454         isl_space_free(model);
10455         return bmap;
10456 error:
10457         isl_space_free(model);
10458         isl_basic_map_free(bmap);
10459         return NULL;
10460 }
10461
10462 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10463  * additional parameters if needed.
10464  */
10465 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10466         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10467 {
10468         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10469 }
10470
10471 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10472                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10473                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10474                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10475 {
10476         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10477         struct isl_mat *mat;
10478         int i, j, k;
10479         int pos;
10480
10481         if (!bmap)
10482                 return NULL;
10483         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10484                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10485         if (!mat)
10486                 return NULL;
10487         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10488                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10489                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10490                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10491                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10492                                             bmap->eq[i][off + k]);
10493                                 ++pos;
10494                         }
10495                 }
10496
10497         return mat;
10498 }
10499
10500 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10501                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10502                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10503                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10504 {
10505         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10506         struct isl_mat *mat;
10507         int i, j, k;
10508         int pos;
10509
10510         if (!bmap)
10511                 return NULL;
10512         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10513                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10514         if (!mat)
10515                 return NULL;
10516         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10517                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10518                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10519                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10520                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10521                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10522                                 ++pos;
10523                         }
10524                 }
10525
10526         return mat;
10527 }
10528
10529 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10530         __isl_take isl_space *dim,
10531         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10532         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10533         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10534 {
10535         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10536         isl_basic_map *bmap;
10537         unsigned total;
10538         unsigned extra;
10539         int i, j, k, l;
10540         int pos;
10541
10542         if (!dim || !eq || !ineq)
10543                 goto error;
10544
10545         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10546                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10547                         "equalities and inequalities matrices should have "
10548                         "same number of columns", goto error);
10549
10550         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10551
10552         if (eq->n_col < total)
10553                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10554                         "number of columns too small", goto error);
10555
10556         extra = eq->n_col - total;
10557
10558         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10559                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10560         if (!bmap)
10561                 goto error;
10562         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10563                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10564                 if (k < 0)
10565                         goto error;
10566                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10567         }
10568         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10569                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10570                 if (l < 0)
10571                         goto error;
10572                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10573                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10574                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10575                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10576                                             eq->row[i][pos]);
10577                                 ++pos;
10578                         }
10579                 }
10580         }
10581         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10582                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10583                 if (l < 0)
10584                         goto error;
10585                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10586                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10587                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10588                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10589                                             ineq->row[i][pos]);
10590                                 ++pos;
10591                         }
10592                 }
10593         }
10594
10595         isl_space_free(dim);
10596         isl_mat_free(eq);
10597         isl_mat_free(ineq);
10598
10599         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10600         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10601 error:
10602         isl_space_free(dim);
10603         isl_mat_free(eq);
10604         isl_mat_free(ineq);
10605         return NULL;
10606 }
10607
10608 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10609         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10610         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10611 {
10612         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10613                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10614 }
10615
10616 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10617         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10618         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10619 {
10620         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10621                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10622 }
10623
10624 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10625         __isl_take isl_space *dim,
10626         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10627         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10628 {
10629         return (isl_basic_set*)
10630             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10631                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10632 }
10633
10634 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10635 {
10636         if (!bmap)
10637                 return -1;
10638         
10639         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10640 }
10641
10642 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10643 {
10644         if (!map)
10645                 return -1;
10646         
10647         return isl_space_can_zip(map->dim);
10648 }
10649
10650 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10651  * (A -> C) -> (B -> D).
10652  */
10653 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10654 {
10655         unsigned pos;
10656         unsigned n1;
10657         unsigned n2;
10658
10659         if (!bmap)
10660                 return NULL;
10661
10662         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10663                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10664                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10665         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10666                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10667         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10668         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10669         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10670         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10671         if (!bmap)
10672                 return NULL;
10673         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10674         if (!bmap->dim)
10675                 goto error;
10676         return bmap;
10677 error:
10678         isl_basic_map_free(bmap);
10679         return NULL;
10680 }
10681
10682 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10683  * (A -> C) -> (B -> D).
10684  */
10685 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10686 {
10687         int i;
10688
10689         if (!map)
10690                 return NULL;
10691
10692         if (!isl_map_can_zip(map))
10693                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10694                         goto error);
10695
10696         map = isl_map_cow(map);
10697         if (!map)
10698                 return NULL;
10699
10700         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10701                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10702                 if (!map->p[i])
10703                         goto error;
10704         }
10705
10706         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10707         if (!map->dim)
10708                 goto error;
10709
10710         return map;
10711 error:
10712         isl_map_free(map);
10713         return NULL;
10714 }
10715
10716 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10717  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10718  */
10719 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10720 {
10721         if (!bmap)
10722                 return -1;
10723
10724         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10725 }
10726
10727 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10728  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10729  */
10730 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10731 {
10732         if (!map)
10733                 return -1;
10734
10735         return isl_space_can_curry(map->dim);
10736 }
10737
10738 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10739  * A -> (B -> C).
10740  */
10741 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10742 {
10743
10744         if (!bmap)
10745                 return NULL;
10746
10747         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10748                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10749                         "basic map cannot be curried", goto error);
10750         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10751         if (!bmap)
10752                 return NULL;
10753         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10754         if (!bmap->dim)
10755                 goto error;
10756         return bmap;
10757 error:
10758         isl_basic_map_free(bmap);
10759         return NULL;
10760 }
10761
10762 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10763  * A -> (B -> C).
10764  */
10765 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10766 {
10767         int i;
10768
10769         if (!map)
10770                 return NULL;
10771
10772         if (!isl_map_can_curry(map))
10773                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10774                         goto error);
10775
10776         map = isl_map_cow(map);
10777         if (!map)
10778                 return NULL;
10779
10780         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10781                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10782                 if (!map->p[i])
10783                         goto error;
10784         }
10785
10786         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10787         if (!map->dim)
10788                 goto error;
10789
10790         return map;
10791 error:
10792         isl_map_free(map);
10793         return NULL;
10794 }
10795
10796 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10797  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10798  */
10799 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10800 {
10801         if (!bmap)
10802                 return -1;
10803
10804         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10805 }
10806
10807 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10808  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10809  */
10810 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10811 {
10812         if (!map)
10813                 return -1;
10814
10815         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10816 }
10817
10818 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10819  * (A -> B) -> C.
10820  */
10821 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10822 {
10823
10824         if (!bmap)
10825                 return NULL;
10826
10827         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10828                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10829                         "basic map cannot be uncurried",
10830                         return isl_basic_map_free(bmap));
10831         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10832         if (!bmap)
10833                 return NULL;
10834         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10835         if (!bmap->dim)
10836                 return isl_basic_map_free(bmap);
10837         return bmap;
10838 }
10839
10840 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10841  * (A -> B) -> C.
10842  */
10843 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10844 {
10845         int i;
10846
10847         if (!map)
10848                 return NULL;
10849
10850         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10851                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10852                         return isl_map_free(map));
10853
10854         map = isl_map_cow(map);
10855         if (!map)
10856                 return NULL;
10857
10858         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10859                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10860                 if (!map->p[i])
10861                         return isl_map_free(map);
10862         }
10863
10864         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10865         if (!map->dim)
10866                 return isl_map_free(map);
10867
10868         return map;
10869 }
10870
10871 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10872  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10873  */
10874 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10875 {
10876         int k;
10877         int pos;
10878         isl_local_space *ls;
10879         isl_basic_map *bmap;
10880
10881         if (!aff)
10882                 return NULL;
10883
10884         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10885         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10886         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10887         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10888         if (k < 0)
10889                 goto error;
10890
10891         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10892         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10893         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10894         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10895                     aff->v->size - (pos + 1));
10896
10897         isl_aff_free(aff);
10898         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10899         return bmap;
10900 error:
10901         isl_aff_free(aff);
10902         isl_basic_map_free(bmap);
10903         return NULL;
10904 }
10905
10906 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10907  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10908  */
10909 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10910 {
10911         isl_basic_map *bmap;
10912
10913         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10914         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10915 }
10916
10917 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10918  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10919  * corresponding affine expression.
10920  */
10921 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10922         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10923 {
10924         int i;
10925         isl_space *space;
10926         isl_basic_map *bmap;
10927
10928         if (!maff)
10929                 return NULL;
10930
10931         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10932                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10933                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10934
10935         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10936         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10937
10938         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10939                 isl_aff *aff;
10940                 isl_basic_map *bmap_i;
10941
10942                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10943                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10944
10945                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10946         }
10947
10948         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10949
10950         isl_multi_aff_free(maff);
10951         return bmap;
10952 }
10953
10954 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10955  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10956  * corresponding affine expression.
10957  */
10958 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10959 {
10960         isl_basic_map *bmap;
10961
10962         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10963         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10964 }
10965
10966 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10967  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10968  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10969  * corresponding affine expression.
10970  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10971  * domain_dim.
10972  */
10973 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10974         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10975 {
10976         int i;
10977         isl_space *dim;
10978         isl_basic_map *bmap;
10979
10980         if (!list)
10981                 return NULL;
10982
10983         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10984         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10985
10986         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10987                 isl_aff *aff;
10988                 isl_basic_map *bmap_i;
10989
10990                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10991                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10992
10993                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10994         }
10995
10996         isl_aff_list_free(list);
10997         return bmap;
10998 }
10999
11000 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
11001         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11002 {
11003         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
11004 }
11005
11006 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
11007  */
11008 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
11009         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11010 {
11011         isl_basic_map *bmap = NULL;
11012         int i;
11013
11014         if (!space)
11015                 return NULL;
11016
11017         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
11018                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11019                         "index out of bounds", goto error);
11020         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
11021                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11022                         "index out of bounds", goto error);
11023
11024         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11025                 return isl_basic_map_universe(space);
11026
11027         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
11028         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11029         if (i < 0)
11030                 goto error;
11031         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11032         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11033         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11034         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
11035         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
11036         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11037         isl_space_free(space);
11038         return bmap;
11039 error:
11040         isl_space_free(space);
11041         isl_basic_map_free(bmap);
11042         return NULL;
11043 }
11044
11045 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
11046  */
11047 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11048         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11049 {
11050         isl_basic_map *eq;
11051
11052         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
11053
11054         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
11055
11056         return bmap;
11057 }
11058
11059 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
11060  */
11061 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
11062         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11063 {
11064         isl_basic_map *bmap;
11065
11066         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
11067
11068         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11069
11070         return map;
11071 }
11072
11073 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
11074  */
11075 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
11076         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11077 {
11078         isl_basic_map *bmap = NULL;
11079         int i;
11080
11081         if (!map)
11082                 return NULL;
11083
11084         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
11085                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11086                         "index out of bounds", goto error);
11087         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
11088                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11089                         "index out of bounds", goto error);
11090
11091         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
11092         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11093         if (i < 0)
11094                 goto error;
11095         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11096         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11097         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11098         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
11099         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
11100         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11101
11102         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11103
11104         return map;
11105 error:
11106         isl_basic_map_free(bmap);
11107         isl_map_free(map);
11108         return NULL;
11109 }
11110
11111 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11112  * greater than or equal to that of the second.
11113  */
11114 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11115         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11116 {
11117         isl_constraint *c;
11118         isl_local_space *ls;
11119
11120         if (!bmap)
11121                 return NULL;
11122
11123         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
11124                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11125                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11126         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
11127                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11128                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11129
11130         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11131                 return bmap;
11132
11133         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
11134         c = isl_inequality_alloc(ls);
11135         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
11136         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
11137         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
11138
11139         return bmap;
11140 }
11141
11142 /* Construct a basic map where the value of the first dimension is
11143  * greater than that of the second.
11144  */
11145 static __isl_give isl_basic_map *greator(__isl_take isl_space *space,
11146         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11147 {
11148         isl_basic_map *bmap = NULL;
11149         int i;
11150
11151         if (!space)
11152                 return NULL;
11153
11154         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
11155                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11156                         "index out of bounds", goto error);
11157         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
11158                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11159                         "index out of bounds", goto error);
11160
11161         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11162                 return isl_basic_map_empty(space);
11163
11164         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, 0, 0, 1);
11165         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
11166         if (i < 0)
11167                 goto error;
11168         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11169         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11170         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11171         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
11172         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
11173         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
11174         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11175
11176         return bmap;
11177 error:
11178         isl_space_free(space);
11179         isl_basic_map_free(bmap);
11180         return NULL;
11181 }
11182
11183 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11184  * greater than that of the second.
11185  */
11186 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_gt(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11187         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11188 {
11189         isl_basic_map *gt;
11190
11191         gt = greator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
11192
11193         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, gt);
11194
11195         return bmap;
11196 }
11197
11198 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11199  * greater than that of the second.
11200  */
11201 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
11202         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11203 {
11204         isl_basic_map *bmap;
11205
11206         bmap = greator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
11207
11208         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11209
11210         return map;
11211 }
11212
11213 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11214  * smaller than that of the second.
11215  */
11216 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
11217         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11218 {
11219         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
11220 }
11221
11222 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11223         int pos)
11224 {
11225         isl_aff *div;
11226         isl_local_space *ls;
11227
11228         if (!bmap)
11229                 return NULL;
11230
11231         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
11232                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11233                         "some divs are unknown", return NULL);
11234
11235         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
11236         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
11237         isl_local_space_free(ls);
11238
11239         return div;
11240 }
11241
11242 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11243         int pos)
11244 {
11245         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
11246 }
11247
11248 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
11249  *
11250  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
11251  *
11252  *      f/d
11253  *
11254  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
11255  *
11256  *      floor((a i + g)/m)
11257  *
11258  * is replaced by
11259  *
11260  *      floor((a f + d g)/(m d))
11261  *
11262  * Constraints of the form
11263  *
11264  *      a i + g
11265  *
11266  * are replaced by
11267  *
11268  *      a f + d g
11269  *
11270  * We currently require that "subs" is an integral expression.
11271  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
11272  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
11273  */
11274 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
11275         __isl_take isl_basic_set *bset,
11276         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11277 {
11278         int i;
11279         isl_int v;
11280         isl_ctx *ctx;
11281
11282         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
11283                 return bset;
11284
11285         bset = isl_basic_set_cow(bset);
11286         if (!bset || !subs)
11287                 goto error;
11288
11289         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
11290         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
11291                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11292                         "spaces don't match", goto error);
11293         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
11294                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
11295                         "cannot handle divs yet", goto error);
11296         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
11297                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11298                         "can only substitute integer expressions", goto error);
11299
11300         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
11301
11302         isl_int_init(v);
11303
11304         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11305                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
11306                         continue;
11307                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
11308                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
11309                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
11310                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11311         }
11312
11313         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11314                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
11315                         continue;
11316                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
11317                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
11318                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
11319                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11320         }
11321
11322         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11323                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
11324                         continue;
11325                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
11326                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
11327                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
11328                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
11329                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11330                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
11331         }
11332
11333         isl_int_clear(v);
11334
11335         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
11336         return isl_basic_set_finalize(bset);
11337 error:
11338         isl_basic_set_free(bset);
11339         return NULL;
11340 }
11341
11342 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
11343  */
11344 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
11345         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11346 {
11347         int i;
11348
11349         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
11350                 return set;
11351
11352         set = isl_set_cow(set);
11353         if (!set || !subs)
11354                 goto error;
11355
11356         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11357                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11358                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11359                         goto error;
11360         }
11361
11362         return set;
11363 error:
11364         isl_set_free(set);
11365         return NULL;
11366 }
11367
11368 /* Check if the range of "ma" is compatible with the domain or range
11369  * (depending on "type") of "bmap".
11370  * Return -1 if anything is wrong.
11371  */
11372 static int check_basic_map_compatible_range_multi_aff(
11373         __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
11374         __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11375 {
11376         int m;
11377         isl_space *ma_space;
11378
11379         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11380         m = isl_space_tuple_match(bmap->dim, type, ma_space, isl_dim_out);
11381         isl_space_free(ma_space);
11382         if (m >= 0 && !m)
11383                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11384                         "spaces don't match", return -1);
11385         return m;
11386 }
11387
11388 /* Copy the divs from "ma" to "bmap", adding zeros for the "n_before"
11389  * coefficients before the transformed range of dimensions,
11390  * the "n_after" coefficients after the transformed range of dimensions
11391  * and the coefficients of the other divs in "bmap".
11392  */
11393 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11394         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_before, int n_after, int n_div)
11395 {
11396         int i;
11397         int n_param;
11398         int n_set;
11399         isl_local_space *ls;
11400
11401         if (n_div == 0)
11402                 return 0;
11403
11404         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11405         if (!ls)
11406                 return -1;
11407
11408         n_param = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_param);
11409         n_set = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_set);
11410         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11411                 int o_bmap = 0, o_ls = 0;
11412
11413                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], 1 + 1 + n_param);
11414                 o_bmap += 1 + 1 + n_param;
11415                 o_ls += 1 + 1 + n_param;
11416                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, n_before);
11417                 o_bmap += n_before;
11418                 isl_seq_cpy(bmap->div[i] + o_bmap,
11419                             ls->div->row[i] + o_ls, n_set);
11420                 o_bmap += n_set;
11421                 o_ls += n_set;
11422                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, n_after);
11423                 o_bmap += n_after;
11424                 isl_seq_cpy(bmap->div[i] + o_bmap,
11425                             ls->div->row[i] + o_ls, n_div);
11426                 o_bmap += n_div;
11427                 o_ls += n_div;
11428                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + o_bmap, bmap->n_div - n_div);
11429                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
11430                         goto error;
11431         }
11432
11433         isl_local_space_free(ls);
11434         return 0;
11435 error:
11436         isl_local_space_free(ls);
11437         return -1;
11438 }
11439
11440 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11441  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11442  * different from one?
11443  */
11444 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11445 {
11446         int i;
11447         int strides = 0;
11448
11449         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11450                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11451                         strides++;
11452
11453         return strides;
11454 }
11455
11456 /* For each affine expression in ma of the form
11457  *
11458  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11459  *
11460  * with m_i different from one, add a constraint to "bmap"
11461  * of the form
11462  *
11463  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11464  *
11465  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11466  */
11467 static __isl_give isl_basic_map *add_ma_strides(
11468         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_multi_aff *ma,
11469         int n_before, int n_after)
11470 {
11471         int i, k;
11472         int div;
11473         int total;
11474         int n_param;
11475         int n_in;
11476         int n_div;
11477
11478         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
11479         n_param = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_param);
11480         n_in = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_in);
11481         n_div = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_div);
11482         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11483                 int o_bmap = 0, o_ma = 1;
11484
11485                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11486                         continue;
11487                 div = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
11488                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11489                 if (div < 0 || k < 0)
11490                         goto error;
11491                 isl_int_set_si(bmap->div[div][0], 0);
11492                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11493                             ma->p[i]->v->el + o_ma, 1 + n_param);
11494                 o_bmap += 1 + n_param;
11495                 o_ma += 1 + n_param;
11496                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, n_before);
11497                 o_bmap += n_before;
11498                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11499                             ma->p[i]->v->el + o_ma, n_in);
11500                 o_bmap += n_in;
11501                 o_ma += n_in;
11502                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, n_after);
11503                 o_bmap += n_after;
11504                 isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + o_bmap,
11505                             ma->p[i]->v->el + o_ma, n_div);
11506                 o_bmap += n_div;
11507                 o_ma += n_div;
11508                 isl_seq_clr(bmap->eq[k] + o_bmap, 1 + total - o_bmap);
11509                 isl_int_neg(bmap->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11510                 total++;
11511         }
11512
11513         return bmap;
11514 error:
11515         isl_basic_map_free(bmap);
11516         return NULL;
11517 }
11518
11519 /* Replace the domain or range space (depending on "type) of "space" by "set".
11520  */
11521 static __isl_give isl_space *isl_space_set(__isl_take isl_space *space,
11522         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_space *set)
11523 {
11524         if (type == isl_dim_in) {
11525                 space = isl_space_range(space);
11526                 space = isl_space_map_from_domain_and_range(set, space);
11527         } else {
11528                 space = isl_space_domain(space);
11529                 space = isl_space_map_from_domain_and_range(space, set);
11530         }
11531
11532         return space;
11533 }
11534
11535 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11536  * of "bmap" under the function represented by "ma".
11537  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "bmap".
11538  * The result is a basic map that lives in the same space as "bmap"
11539  * except that the domain or range has been replaced by
11540  * the domain space of "ma".
11541  *
11542  * If bmap is represented by
11543  *
11544  *      A(p) + S u + B x + T v + C(divs) >= 0,
11545  *
11546  * where u and x are input and output dimensions if type == isl_dim_out
11547  * while x and v are input and output dimensions if type == isl_dim_in,
11548  * and ma is represented by
11549  *
11550  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11551  *
11552  * then the result is
11553  *
11554  *      A(p) + B D(p) + S u + B F(y) + T v + B G(divs') + C(divs) >= 0
11555  *
11556  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11557  * In particular
11558  *
11559  *      floor((a_i(p) + s u + b_i x + t v + c_i(divs))/n_i)
11560  *
11561  * becomes
11562  *
11563  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + s u + b_i F(y) + t v +
11564  *              B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11565  *
11566  * If bmap is not a rational map and if F(y) involves any denominators
11567  *
11568  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11569  *
11570  * then additional constraints are added to ensure that we only
11571  * map back integer points.  That is we enforce
11572  *
11573  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11574  *
11575  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11576  *
11577  * We first copy over the divs from "ma".
11578  * Then we add the modified constraints and divs from "bmap".
11579  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11580  */
11581 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_preimage_multi_aff(
11582         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
11583         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11584 {
11585         int i, k;
11586         isl_space *space;
11587         isl_basic_map *res = NULL;
11588         int n_before, n_after, n_div_bmap, n_div_ma;
11589         isl_int f, c1, c2, g;
11590         int rational, strides;
11591
11592         isl_int_init(f);
11593         isl_int_init(c1);
11594         isl_int_init(c2);
11595         isl_int_init(g);
11596
11597         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11598         if (!bmap || !ma)
11599                 goto error;
11600         if (check_basic_map_compatible_range_multi_aff(bmap, type, ma) < 0)
11601                 goto error;
11602
11603         if (type == isl_dim_in) {
11604                 n_before = 0;
11605                 n_after = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
11606         } else {
11607                 n_before = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
11608                 n_after = 0;
11609         }
11610         n_div_bmap = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_div);
11611         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11612
11613         space = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11614         space = isl_space_set(isl_basic_map_get_space(bmap), type, space);
11615         rational = isl_basic_map_is_rational(bmap);
11616         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11617         res = isl_basic_map_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bmap + strides,
11618                             bmap->n_eq + strides, bmap->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11619         if (rational)
11620                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
11621
11622         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bmap; ++i)
11623                 if (isl_basic_map_alloc_div(res) < 0)
11624                         goto error;
11625
11626         if (set_ma_divs(res, ma, n_before, n_after, n_div_ma) < 0)
11627                 goto error;
11628
11629         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
11630                 k = isl_basic_map_alloc_equality(res);
11631                 if (k < 0)
11632                         goto error;
11633                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bmap->eq[i], ma, n_before,
11634                                 n_after, n_div_ma, n_div_bmap, f, c1, c2, g, 0);
11635         }
11636
11637         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
11638                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(res);
11639                 if (k < 0)
11640                         goto error;
11641                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bmap->ineq[i], ma, n_before,
11642                                 n_after, n_div_ma, n_div_bmap, f, c1, c2, g, 0);
11643         }
11644
11645         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
11646                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0])) {
11647                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11648                         continue;
11649                 }
11650                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bmap->div[i], ma,
11651                                     n_before, n_after, n_div_ma, n_div_bmap,
11652                                     f, c1, c2, g, 1);
11653         }
11654
11655         if (strides)
11656                 res = add_ma_strides(res, ma, n_before, n_after);
11657
11658         isl_int_clear(f);
11659         isl_int_clear(c1);
11660         isl_int_clear(c2);
11661         isl_int_clear(g);
11662         isl_basic_map_free(bmap);
11663         isl_multi_aff_free(ma);
11664         res = isl_basic_set_simplify(res);
11665         return isl_basic_map_finalize(res);
11666 error:
11667         isl_int_clear(f);
11668         isl_int_clear(c1);
11669         isl_int_clear(c2);
11670         isl_int_clear(g);
11671         isl_basic_map_free(bmap);
11672         isl_multi_aff_free(ma);
11673         isl_basic_map_free(res);
11674         return NULL;
11675 }
11676
11677 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11678  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11679  * that lives in the domain space of "ma".
11680  */
11681 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11682         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11683 {
11684         return isl_basic_map_preimage_multi_aff(bset, isl_dim_set, ma);
11685 }
11686
11687 /* Check if the range of "ma" is compatible with the domain or range
11688  * (depending on "type") of "map".
11689  * Return -1 if anything is wrong.
11690  */
11691 static int check_map_compatible_range_multi_aff(
11692         __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
11693         __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11694 {
11695         int m;
11696         isl_space *ma_space;
11697
11698         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11699         m = isl_space_tuple_match(map->dim, type, ma_space, isl_dim_out);
11700         isl_space_free(ma_space);
11701         if (m >= 0 && !m)
11702                 isl_die(isl_map_get_ctx(map), isl_error_invalid,
11703                         "spaces don't match", return -1);
11704         return m;
11705 }
11706
11707 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11708  * of "map" under the function represented by "ma".
11709  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "map".
11710  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11711  * except that the domain or range has been replaced by
11712  * the domain space of "ma".
11713  *
11714  * The parameters are assumed to have been aligned.
11715  */
11716 static __isl_give isl_map *map_preimage_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11717         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11718 {
11719         int i;
11720         isl_space *space;
11721
11722         map = isl_map_cow(map);
11723         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11724         if (!map || !ma)
11725                 goto error;
11726         if (check_map_compatible_range_multi_aff(map, type, ma) < 0)
11727                 goto error;
11728
11729         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
11730                 map->p[i] = isl_basic_map_preimage_multi_aff(map->p[i], type,
11731                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11732                 if (!map->p[i])
11733                         goto error;
11734         }
11735
11736         space = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11737         space = isl_space_set(isl_map_get_space(map), type, space);
11738
11739         isl_space_free(map->dim);
11740         map->dim = space;
11741         if (!map->dim)
11742                 goto error;
11743
11744         isl_multi_aff_free(ma);
11745         if (map->n > 1)
11746                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
11747         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
11748         return map;
11749 error:
11750         isl_multi_aff_free(ma);
11751         isl_map_free(map);
11752         return NULL;
11753 }
11754
11755 /* Compute the preimage of the domain or range (depending on "type")
11756  * of "map" under the function represented by "ma".
11757  * In other words, plug in "ma" in the domain or range of "map".
11758  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11759  * except that the domain or range has been replaced by
11760  * the domain space of "ma".
11761  */
11762 __isl_give isl_map *isl_map_preimage_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11763         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11764 {
11765         if (!map || !ma)
11766                 goto error;
11767
11768         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11769                 return map_preimage_multi_aff(map, type, ma);
11770
11771         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
11772             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11773                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11774                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11775         map = isl_map_align_params(map, isl_multi_aff_get_space(ma));
11776         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_map_get_space(map));
11777
11778         return map_preimage_multi_aff(map, type, ma);
11779 error:
11780         isl_multi_aff_free(ma);
11781         return isl_map_free(map);
11782 }
11783
11784 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11785  * In other words, plug in "ma" "set".  The result is a set
11786  * that lives in the domain space of "ma".
11787  */
11788 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11789         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11790 {
11791         return isl_map_preimage_multi_aff(set, isl_dim_set, ma);
11792 }
11793
11794 /* Compute the preimage of the domain of "map" under the function
11795  * represented by "ma".
11796  * In other words, plug in "ma" in the domain of "map".
11797  * The result is a map that lives in the same space as "map"
11798  * except that the domain has been replaced by the domain space of "ma".
11799  */
11800 __isl_give isl_map *isl_map_preimage_domain_multi_aff(__isl_take isl_map *map,
11801         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11802 {
11803         return isl_map_preimage_multi_aff(map, isl_dim_in, ma);
11804 }
11805
11806 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11807  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11808  * that lives in the domain space of "pma".
11809  */
11810 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11811         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11812 {
11813         int i;
11814         isl_set *res;
11815
11816         if (!pma)
11817                 goto error;
11818
11819         if (pma->n == 0) {
11820                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11821                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11822                 isl_set_free(set);
11823                 return res;
11824         }
11825
11826         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11827                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11828         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11829
11830         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11831                 isl_set *res_i;
11832
11833                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11834                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11835                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11836                 res = isl_set_union(res, res_i);
11837         }
11838
11839         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11840         isl_set_free(set);
11841         return res;
11842 error:
11843         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11844         isl_set_free(set);
11845         return NULL;
11846 }
11847
11848 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11849         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11850 {
11851         if (!set || !pma)
11852                 goto error;
11853
11854         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11855                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11856
11857         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11858             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11859                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11860                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11861         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11862         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11863
11864         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11865 error:
11866         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11867         return isl_set_free(set);
11868 }