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