isl_basic_map_contains: avoid invalid access on error path
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1149  *
1150  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1151  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1152  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1153  * change in the ordering of the constraints.
1154  */
1155 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1156                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1157 {
1158         isl_int *t;
1159
1160         t = bmap->ineq[pos];
1161         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1162         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1163         bmap->eq[-1] = t;
1164         bmap->n_eq++;
1165         bmap->n_ineq--;
1166         bmap->eq--;
1167         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1168         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1169         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1170         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1171 }
1172
1173 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1174 {
1175         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1176 }
1177
1178 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1179 {
1180         struct isl_ctx *ctx;
1181         if (!bmap)
1182                 return -1;
1183         ctx = bmap->ctx;
1184         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1185         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1186         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1187         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1188         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1189         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1190                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1191                       bmap->extra - bmap->n_div);
1192         return bmap->n_ineq++;
1193 }
1194
1195 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1196 {
1197         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1205         bmap->n_ineq -= n;
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1210 {
1211         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1212 }
1213
1214 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1215 {
1216         isl_int *t;
1217         if (!bmap)
1218                 return -1;
1219         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1220
1221         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1222                 t = bmap->ineq[pos];
1223                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1224                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1225                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1226         }
1227         bmap->n_ineq--;
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1232 {
1233         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1234 }
1235
1236 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1237         isl_int *eq)
1238 {
1239         int k;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1245         if (k < 0)
1246                 goto error;
1247         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1248         return bmap;
1249 error:
1250         isl_basic_map_free(bmap);
1251         return NULL;
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1255         isl_int *eq)
1256 {
1257         return (isl_basic_set *)
1258                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1259 }
1260
1261 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1262         isl_int *ineq)
1263 {
1264         int k;
1265
1266         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1267         if (!bmap)
1268                 return NULL;
1269         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1270         if (k < 0)
1271                 goto error;
1272         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1273         return bmap;
1274 error:
1275         isl_basic_map_free(bmap);
1276         return NULL;
1277 }
1278
1279 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1280         isl_int *ineq)
1281 {
1282         return (isl_basic_set *)
1283                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1284 }
1285
1286 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1287 {
1288         if (!bmap)
1289                 return -1;
1290         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1291         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1292                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1293                       bmap->extra - bmap->n_div);
1294         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1295         return bmap->n_div++;
1296 }
1297
1298 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1299 {
1300         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1301 }
1302
1303 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1304 {
1305         if (!bmap)
1306                 return -1;
1307         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1308         bmap->n_div -= n;
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1313 {
1314         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1315 }
1316
1317 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1318  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1319  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1320  * variables.
1321  */
1322 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1323                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1324                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1325 {
1326         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1327         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1328         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1329         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1330         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1331         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1332         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1333         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1334         if (dst_nparam > src_nparam)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1336                                 dst_nparam - src_nparam);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1339                     src+1+src_nparam,
1340                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1341         if (dst_in-in_off > src_in)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1343                                 dst_in - in_off - src_in);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in,
1347                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1348         if (dst_out-out_off > src_out)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1350                                 dst_out - out_off - src_out);
1351         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1352         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1353                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1354                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1355         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1356                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1357                                 div_off+src_map->n_div,
1358                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1359 }
1360
1361 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1362                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1363                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1364 {
1365         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1366         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1367 }
1368
1369 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1370                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1371 {
1372         int i;
1373         unsigned div_off;
1374
1375         if (!bmap1 || !bmap2)
1376                 goto error;
1377
1378         div_off = bmap1->n_div;
1379
1380         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1381                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1382                 if (i1 < 0)
1383                         goto error;
1384                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1385                                 i_pos, o_pos, div_off);
1386         }
1387
1388         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1389                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1390                 if (i1 < 0)
1391                         goto error;
1392                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1393                                 i_pos, o_pos, div_off);
1394         }
1395
1396         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1397                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1398                 if (i1 < 0)
1399                         goto error;
1400                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1401                          i_pos, o_pos, div_off);
1402         }
1403
1404         isl_basic_map_free(bmap2);
1405
1406         return bmap1;
1407
1408 error:
1409         isl_basic_map_free(bmap1);
1410         isl_basic_map_free(bmap2);
1411         return NULL;
1412 }
1413
1414 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1415                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1416 {
1417         return (struct isl_basic_set *)
1418                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1419                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1420 }
1421
1422 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1423                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1424                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1425 {
1426         struct isl_basic_map *ext;
1427         unsigned flags;
1428         int dims_ok;
1429
1430         if (!dim)
1431                 goto error;
1432
1433         if (!base)
1434                 goto error;
1435
1436         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1437                   base->extra >= base->n_div + extra;
1438
1439         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1440                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1441                 isl_space_free(dim);
1442                 return base;
1443         }
1444
1445         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1446         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1447         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1448         extra += base->extra;
1449         n_eq += base->n_eq;
1450         n_ineq += base->n_ineq;
1451
1452         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1453         dim = NULL;
1454         if (!ext)
1455                 goto error;
1456
1457         if (dims_ok)
1458                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1459         flags = base->flags;
1460         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1461         if (ext) {
1462                 ext->flags = flags;
1463                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1464         }
1465
1466         return ext;
1467
1468 error:
1469         isl_space_free(dim);
1470         isl_basic_map_free(base);
1471         return NULL;
1472 }
1473
1474 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1475                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1476                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1477 {
1478         return (struct isl_basic_set *)
1479                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1480                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1481 }
1482
1483 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1484                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1485 {
1486         if (!base)
1487                 return NULL;
1488         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1489                                         0, n_eq, n_ineq);
1490 }
1491
1492 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1493                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1494                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1495 {
1496         struct isl_basic_map *bmap;
1497         isl_space *dim;
1498
1499         if (!base)
1500                 return NULL;
1501         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1502         if (!dim)
1503                 goto error;
1504
1505         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1506         return bmap;
1507 error:
1508         isl_basic_map_free(base);
1509         return NULL;
1510 }
1511
1512 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1513                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1514                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1515 {
1516         return (struct isl_basic_set *)
1517                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1518                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1519 }
1520
1521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1522                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1526                                                     n_eq, n_ineq);
1527 }
1528
1529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1530 {
1531         return (struct isl_basic_set *)
1532                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1533 }
1534
1535 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1536 {
1537         if (!bmap)
1538                 return NULL;
1539
1540         if (bmap->ref > 1) {
1541                 bmap->ref--;
1542                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1543         }
1544         if (bmap)
1545                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1546         return bmap;
1547 }
1548
1549 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1550 {
1551         if (!set)
1552                 return NULL;
1553
1554         if (set->ref == 1)
1555                 return set;
1556         set->ref--;
1557         return isl_set_dup(set);
1558 }
1559
1560 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1561 {
1562         if (!map)
1563                 return NULL;
1564
1565         if (map->ref == 1)
1566                 return map;
1567         map->ref--;
1568         return isl_map_dup(map);
1569 }
1570
1571 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1572                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1573 {
1574         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1575         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1576         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1577 }
1578
1579 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1580         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1581 {
1582         int i;
1583         struct isl_blk blk;
1584
1585         if (!bmap)
1586                 goto error;
1587
1588         isl_assert(bmap->ctx,
1589                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1590
1591         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1592                 return bmap;
1593
1594         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1595         if (!bmap)
1596                 return NULL;
1597
1598         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1599         if (isl_blk_is_error(blk))
1600                 goto error;
1601
1602         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1603                 swap_vars(blk,
1604                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1605
1606         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1607                 swap_vars(blk,
1608                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1611                 swap_vars(blk,
1612                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1613
1614         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1615
1616         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1617         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1619 error:
1620         isl_basic_map_free(bmap);
1621         return NULL;
1622 }
1623
1624 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1625         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1626 {
1627         unsigned dim;
1628         unsigned nparam;
1629
1630         if (!bset)
1631                 return NULL;
1632
1633         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1634         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1635         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1636
1637         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1638 error:
1639         isl_basic_set_free(bset);
1640         return NULL;
1641 }
1642
1643 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1644 {
1645         int i = 0;
1646         unsigned total;
1647         if (!bmap)
1648                 goto error;
1649         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1650         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1651         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1652         if (bmap->n_eq > 0)
1653                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1654         else {
1655                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1656                 if (i < 0)
1657                         goto error;
1658         }
1659         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1660         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1661         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1662         isl_vec_free(bmap->sample);
1663         bmap->sample = NULL;
1664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1665 error:
1666         isl_basic_map_free(bmap);
1667         return NULL;
1668 }
1669
1670 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1671 {
1672         return (struct isl_basic_set *)
1673                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1674 }
1675
1676 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1677 {
1678         int i;
1679         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1680         isl_int *t = bmap->div[a];
1681         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1682         bmap->div[b] = t;
1683
1684         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1685                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1686
1687         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1688                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1689
1690         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1691                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1692         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1693 }
1694
1695 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1696  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1697  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1698  */
1699 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1700         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1701 {
1702         int i;
1703
1704         if (!map)
1705                 return NULL;
1706         if (n == 0)
1707                 return map;
1708
1709         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1710                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1711                         "index out of bounds", goto error);
1712
1713         map = isl_map_cow(map);
1714         if (!map)
1715                 return NULL;
1716
1717         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1718                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1719                 if (!map->p[i])
1720                         goto error;
1721         }
1722         return map;
1723 error:
1724         isl_map_free(map);
1725         return NULL;
1726 }
1727
1728 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1729  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1730  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1731  */
1732 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1733         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1734 {
1735         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1736 }
1737
1738 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1739  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1740  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1741  */
1742 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1743         unsigned first, unsigned n)
1744 {
1745         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1746 }
1747
1748 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1749         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1750 {
1751         if (!bmap)
1752                 return NULL;
1753         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1754                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1755         if (!bmap)
1756                 return NULL;
1757         bmap->n_div = 0;
1758         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1759 }
1760
1761 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1762         __isl_take isl_basic_set *bset)
1763 {
1764         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1765                         (struct isl_basic_map *)bset);
1766 }
1767
1768 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1769 {
1770         int i;
1771
1772         if (!map)
1773                 return NULL;
1774         if (map->n == 0)
1775                 return map;
1776
1777         map = isl_map_cow(map);
1778         if (!map)
1779                 return NULL;
1780         
1781         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1782                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1783                 if (!map->p[i])
1784                         goto error;
1785         }
1786         return map;
1787 error:
1788         isl_map_free(map);
1789         return NULL;
1790 }
1791
1792 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1793 {
1794         return isl_map_remove_divs(set);
1795 }
1796
1797 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1798         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1799 {
1800         if (!bmap)
1801                 return NULL;
1802         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1803                         goto error);
1804         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1805                 return bmap;
1806         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1807                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1808         if (!bmap)
1809                 return bmap;
1810         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1811                 return bmap;
1812         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1813         return bmap;
1814 error:
1815         isl_basic_map_free(bmap);
1816         return NULL;
1817 }
1818
1819 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1820  * any of the given variables.
1821  */
1822 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1823         unsigned first, unsigned n)
1824 {
1825         int i;
1826         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1827
1828         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1829                 return 0;
1830         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1831                 return 1;
1832
1833         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1834                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1835                         continue;
1836                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1837                         return 1;
1838         }
1839
1840         return 0;
1841 }
1842
1843 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1844  * based on inequality "i".
1845  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1846  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1847  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1848  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1849  *
1850  * The calling function has already checked that the inequality does not
1851  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1852  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1853  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1854  *
1855  * Let "div" be of the form
1856  *
1857  *      q = floor((a + f(x))/d)
1858  *
1859  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1860  *
1861  *      b + f(x) >= 0
1862  *
1863  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1864  * However, we allow a slightly more general form
1865  *
1866  *      b + g(x) >= 0
1867  *
1868  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1869  * divisible by d.
1870  * Rewriting this constraint as
1871  *
1872  *      0 >= -b - g(x)
1873  *
1874  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1875  *
1876  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1877  *
1878  * Taking the floor on both sides, we obtain
1879  *
1880  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1881  *
1882  * or
1883  *
1884  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1885  *
1886  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1887  *
1888  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1889  *
1890  */
1891 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1892         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1893         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1894 {
1895         int j;
1896
1897         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1898                 if (lb) {
1899                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1900                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1901                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1902                 }
1903                 if (ub) {
1904                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1905                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1906                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1907                 }
1908         }
1909         if (!lb && !ub)
1910                 return bmap;
1911
1912         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1913         if (lb) {
1914                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1915                 if (k < 0)
1916                         goto error;
1917                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1918                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1919                                         bmap->div[div][1 + j]);
1920                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1921                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1922                 }
1923                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1924         }
1925         if (ub) {
1926                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1927                 if (k < 0)
1928                         goto error;
1929                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1930                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1931                                         bmap->div[div][1 + j]);
1932                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1933                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1934                 }
1935                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1936         }
1937
1938         return bmap;
1939 error:
1940         isl_basic_map_free(bmap);
1941         return NULL;
1942 }
1943
1944 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1945  * using Fourier-Motzkin.
1946  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1947  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1948  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1949  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1950  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1951  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1952  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1953  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1954  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1955  * on "div".
1956  *
1957  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1958  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1959  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1960  * Consider, for example, the set
1961  *
1962  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1963  *
1964  * The second constraint can be rewritten as
1965  *
1966  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1967  *
1968  * from which we can derive
1969  *
1970  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1971  *
1972  * or
1973  *
1974  *      i + 2j <= 3 + 2k
1975  *
1976  * Combined with the first constraint, we obtain
1977  *
1978  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1979  *
1980  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1981  * the first constraint, we obtain
1982  *
1983  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1984  *
1985  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1986  *
1987  *      k >= -2
1988  */
1989 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1990         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1991 {
1992         int i;
1993         int check_lb, check_ub;
1994         isl_int v;
1995         unsigned total;
1996
1997         if (!bmap)
1998                 return NULL;
1999
2000         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2001                 return bmap;
2002
2003         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2004
2005         check_lb = 0;
2006         check_ub = 0;
2007         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2008                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2009                 if (s > 0)
2010                         check_ub = 1;
2011                 if (s < 0)
2012                         check_lb = 1;
2013         }
2014
2015         if (!check_lb && !check_ub)
2016                 return bmap;
2017
2018         isl_int_init(v);
2019
2020         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2021                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2022                         continue;
2023
2024                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2025                                                         check_lb, check_ub);
2026         }
2027
2028         isl_int_clear(v);
2029
2030         return bmap;
2031 }
2032
2033 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2034  * in their definitions.
2035  */
2036 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2037         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2038         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2039 {
2040         int i;
2041
2042         if (!bmap)
2043                 return NULL;
2044         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2045                         goto error);
2046         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2047
2048         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2049                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2050                         continue;
2051                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2052                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2053                 if (!bmap)
2054                         return NULL;
2055                 i = bmap->n_div;
2056         }
2057
2058         return bmap;
2059 error:
2060         isl_basic_map_free(bmap);
2061         return NULL;
2062 }
2063
2064 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2065         __isl_take isl_basic_set *bset,
2066         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2067 {
2068         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2069 }
2070
2071 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2072         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2073 {
2074         int i;
2075
2076         if (!map)
2077                 return NULL;
2078         if (map->n == 0)
2079                 return map;
2080
2081         map = isl_map_cow(map);
2082         if (!map)
2083                 return NULL;
2084
2085         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2086                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2087                                                                 type, first, n);
2088                 if (!map->p[i])
2089                         goto error;
2090         }
2091         return map;
2092 error:
2093         isl_map_free(map);
2094         return NULL;
2095 }
2096
2097 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2098         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2099 {
2100         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2101                                                               type, first, n);
2102 }
2103
2104 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2105  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2106  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2107  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2108  * div.
2109  */
2110 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2111         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2112 {
2113         int i;
2114
2115         if (!bmap)
2116                 return -1;
2117
2118         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2119                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2120                         "index out of bounds", return -1);
2121
2122         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2123         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2124                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2125                         return 1;
2126         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2127                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2128                         return 1;
2129         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2130                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2131                         continue;
2132                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2133                         return 1;
2134         }
2135
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2140         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2141 {
2142         int i;
2143
2144         if (!map)
2145                 return -1;
2146
2147         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2148                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2149                         "index out of bounds", return -1);
2150
2151         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2152                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2153                                                             type, first, n);
2154                 if (involves < 0 || involves)
2155                         return involves;
2156         }
2157
2158         return 0;
2159 }
2160
2161 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2162         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2163 {
2164         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2165 }
2166
2167 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2168         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2169 {
2170         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2171 }
2172
2173 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2174  * on unknown divs.
2175  */
2176 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2177 {
2178         int i;
2179         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2180
2181         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2182                 return 1;
2183
2184         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2185                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2186                         continue;
2187                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2188                         return 1;
2189         }
2190
2191         return 0;
2192 }
2193
2194 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2195  */
2196 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2197         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2198 {
2199         int i;
2200
2201         if (!bmap)
2202                 return NULL;
2203
2204         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2205                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2206                         continue;
2207                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2208                 if (!bmap)
2209                         return NULL;
2210                 i = bmap->n_div;
2211         }
2212
2213         return bmap;
2214 }
2215
2216 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2217  */
2218 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2219         __isl_take isl_basic_set *bset)
2220 {
2221         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2222 }
2223
2224 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2225 {
2226         int i;
2227
2228         if (!map)
2229                 return NULL;
2230         if (map->n == 0)
2231                 return map;
2232
2233         map = isl_map_cow(map);
2234         if (!map)
2235                 return NULL;
2236
2237         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2238                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2239                 if (!map->p[i])
2240                         goto error;
2241         }
2242         return map;
2243 error:
2244         isl_map_free(map);
2245         return NULL;
2246 }
2247
2248 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2249 {
2250         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2251 }
2252
2253 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2254         __isl_take isl_basic_set *bset,
2255         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2256 {
2257         return (isl_basic_set *)
2258             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2259 }
2260
2261 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2262         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2263 {
2264         int i;
2265
2266         if (n == 0)
2267                 return map;
2268
2269         map = isl_map_cow(map);
2270         if (!map)
2271                 return NULL;
2272         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2273         
2274         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2275                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2276                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2277                 if (!map->p[i])
2278                         goto error;
2279         }
2280         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2281         return map;
2282 error:
2283         isl_map_free(map);
2284         return NULL;
2285 }
2286
2287 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2288         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2289 {
2290         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2291 }
2292
2293 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2294 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2295         unsigned first, unsigned n)
2296 {
2297         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2298 }
2299
2300 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2301                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2302 {
2303         const char *name;
2304         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2305         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2306         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2307         if (!pos)
2308                 isl_int_print(out, c, 0);
2309         else {
2310                 if (!isl_int_is_one(c))
2311                         isl_int_print(out, c, 0);
2312                 if (pos < 1 + nparam) {
2313                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2314                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2315                         if (name)
2316                                 fprintf(out, "%s", name);
2317                         else
2318                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2319                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2320                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2321                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2322                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2323                 else
2324                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2325         }
2326 }
2327
2328 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2329                                 int sign, FILE *out)
2330 {
2331         int i;
2332         int first;
2333         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2334         isl_int v;
2335
2336         isl_int_init(v);
2337         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2338                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2339                         continue;
2340                 if (!first)
2341                         fprintf(out, " + ");
2342                 first = 0;
2343                 isl_int_abs(v, c[i]);
2344                 dump_term(bmap, v, i, out);
2345         }
2346         isl_int_clear(v);
2347         if (first)
2348                 fprintf(out, "0");
2349 }
2350
2351 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2352                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2353 {
2354         int i;
2355
2356         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2357
2358         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2359         fprintf(out, " %s ", op);
2360         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2361
2362         fprintf(out, "\n");
2363
2364         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2365                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2366                         continue;
2367                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2368                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2369                 abort();
2370         }
2371 }
2372
2373 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2374                                 isl_int **c, unsigned n,
2375                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2376 {
2377         int i;
2378
2379         for (i = 0; i < n; ++i)
2380                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2381 }
2382
2383 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2384 {
2385         int j;
2386         int first = 1;
2387         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2388
2389         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2390                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2391                         continue;
2392                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2393                         fprintf(out, "+");
2394                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2395                 first = 0;
2396         }
2397 }
2398
2399 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2400 {
2401         int i;
2402
2403         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2404         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2405
2406         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2407                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2408                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2409                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2410                 fprintf(out, ")/");
2411                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2412                 fprintf(out, "]\n");
2413         }
2414 }
2415
2416 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2417         FILE *out, int indent)
2418 {
2419         if (!bset) {
2420                 fprintf(out, "null basic set\n");
2421                 return;
2422         }
2423
2424         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2425         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2426                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2427                         bset->extra, bset->flags);
2428         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2429 }
2430
2431 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2432         FILE *out, int indent)
2433 {
2434         if (!bmap) {
2435                 fprintf(out, "null basic map\n");
2436                 return;
2437         }
2438
2439         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2440         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2441                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2442                 bmap->ref,
2443                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2444                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2445         dump(bmap, out, indent);
2446 }
2447
2448 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2449 {
2450         unsigned total;
2451         if (!bmap)
2452                 return -1;
2453         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2454         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2455         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2456         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2457         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2458         return 0;
2459 }
2460
2461 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2462         unsigned flags)
2463 {
2464         struct isl_set *set;
2465
2466         if (!dim)
2467                 return NULL;
2468         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2469         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2470         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2471                         sizeof(struct isl_set) +
2472                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2473         if (!set)
2474                 goto error;
2475
2476         set->ctx = dim->ctx;
2477         isl_ctx_ref(set->ctx);
2478         set->ref = 1;
2479         set->size = n;
2480         set->n = 0;
2481         set->dim = dim;
2482         set->flags = flags;
2483         return set;
2484 error:
2485         isl_space_free(dim);
2486         return NULL;
2487 }
2488
2489 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2490                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2491 {
2492         struct isl_set *set;
2493         isl_space *dims;
2494
2495         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2496         if (!dims)
2497                 return NULL;
2498
2499         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2500         return set;
2501 }
2502
2503 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2504  */
2505 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2506 {
2507         int i;
2508         struct isl_map *grown = NULL;
2509
2510         if (!map)
2511                 return NULL;
2512         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2513         if (map->n + n <= map->size)
2514                 return map;
2515         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2516         if (!grown)
2517                 goto error;
2518         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2519                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2520                 if (!grown->p[i])
2521                         goto error;
2522                 grown->n++;
2523         }
2524         isl_map_free(map);
2525         return grown;
2526 error:
2527         isl_map_free(grown);
2528         isl_map_free(map);
2529         return NULL;
2530 }
2531
2532 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2533  */
2534 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2535 {
2536         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2537 }
2538
2539 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2540 {
2541         int i;
2542         struct isl_set *dup;
2543
2544         if (!set)
2545                 return NULL;
2546
2547         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2548         if (!dup)
2549                 return NULL;
2550         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2551                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2552         return dup;
2553 }
2554
2555 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2556 {
2557         return isl_map_from_basic_map(bset);
2558 }
2559
2560 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2561 {
2562         struct isl_map *map;
2563
2564         if (!bmap)
2565                 return NULL;
2566
2567         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2568         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2569 }
2570
2571 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2572                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2573 {
2574         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2575                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2576 }
2577
2578 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2579 {
2580         int i;
2581
2582         if (!set)
2583                 return NULL;
2584
2585         if (--set->ref > 0)
2586                 return NULL;
2587
2588         isl_ctx_deref(set->ctx);
2589         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2590                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2591         isl_space_free(set->dim);
2592         free(set);
2593
2594         return NULL;
2595 }
2596
2597 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2598 {
2599         int i;
2600
2601         if (!set) {
2602                 fprintf(out, "null set\n");
2603                 return;
2604         }
2605
2606         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2607         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2608                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2609                         set->flags);
2610         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2611                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2612                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2613                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2614         }
2615 }
2616
2617 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2618 {
2619         int i;
2620
2621         if (!map) {
2622                 fprintf(out, "null map\n");
2623                 return;
2624         }
2625
2626         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2627         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2628                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2629                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2630                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2631         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2632                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2633                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2634                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2635         }
2636 }
2637
2638 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2639                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2640 {
2641         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2642
2643         if (!bmap || !bset)
2644                 goto error;
2645
2646         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2647                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2648
2649         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2650                 isl_assert(bset->ctx,
2651                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2652
2653         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2654         if (!bmap)
2655                 goto error;
2656         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2657                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2658         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2659         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2660
2661         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2662         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2663 error:
2664         isl_basic_map_free(bmap);
2665         isl_basic_set_free(bset);
2666         return NULL;
2667 }
2668
2669 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2670                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2671 {
2672         struct isl_basic_map *bmap_range;
2673
2674         if (!bmap || !bset)
2675                 goto error;
2676
2677         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2678                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2679
2680         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2681                 isl_assert(bset->ctx,
2682                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2683
2684         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2685                 isl_basic_set_free(bset);
2686                 return bmap;
2687         }
2688
2689         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2690         if (!bmap)
2691                 goto error;
2692         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2693                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2694         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2695         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2696
2697         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2698         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2699 error:
2700         isl_basic_map_free(bmap);
2701         isl_basic_set_free(bset);
2702         return NULL;
2703 }
2704
2705 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2706 {
2707         int i;
2708         unsigned total;
2709         isl_int s;
2710
2711         if (!bmap || !vec)
2712                 return -1;
2713
2714         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2715         if (total != vec->size)
2716                 return -1;
2717
2718         isl_int_init(s);
2719
2720         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2721                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2722                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2723                         isl_int_clear(s);
2724                         return 0;
2725                 }
2726         }
2727
2728         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2729                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2730                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2731                         isl_int_clear(s);
2732                         return 0;
2733                 }
2734         }
2735
2736         isl_int_clear(s);
2737
2738         return 1;
2739 }
2740
2741 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2742 {
2743         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2744 }
2745
2746 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2747                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2748 {
2749         struct isl_vec *sample = NULL;
2750
2751         if (!bmap1 || !bmap2)
2752                 goto error;
2753
2754         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2755                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2756         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2757                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2758             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2759                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2760                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2761
2762         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2763                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2764                 isl_assert(bmap1->ctx,
2765                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2766
2767         if (bmap1->sample &&
2768             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2769             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2770                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2771         else if (bmap2->sample &&
2772             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2773             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2774                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2775
2776         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2777         if (!bmap1)
2778                 goto error;
2779         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2780                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2781         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2782
2783         if (!bmap1)
2784                 isl_vec_free(sample);
2785         else if (sample) {
2786                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2787                 bmap1->sample = sample;
2788         }
2789
2790         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2791         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2792 error:
2793         if (sample)
2794                 isl_vec_free(sample);
2795         isl_basic_map_free(bmap1);
2796         isl_basic_map_free(bmap2);
2797         return NULL;
2798 }
2799
2800 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2801                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2802 {
2803         return (struct isl_basic_set *)
2804                 isl_basic_map_intersect(
2805                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2806                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2807 }
2808
2809 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2810         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2811 {
2812         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2813 }
2814
2815 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2816  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2817  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2818  * added to the other map.
2819  */
2820 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2821         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2822 {
2823         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2824         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2825         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2826         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2827
2828         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2829                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2830
2831         isl_assert(map2->ctx,
2832                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2833
2834         map1 = isl_map_cow(map1);
2835         if (!map1)
2836                 goto error;
2837         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2838                 isl_map_free(map2);
2839                 return map1;
2840         }
2841         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2842         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2843                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2844         else
2845                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2846                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2847
2848         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2849         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2850         if (!map1->p[0])
2851                 goto error;
2852
2853         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2854                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2855                 map1->n = 0;
2856         }
2857
2858         isl_map_free(map2);
2859
2860         return map1;
2861 error:
2862         isl_map_free(map1);
2863         isl_map_free(map2);
2864         return NULL;
2865 }
2866
2867 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2868  * space as map1.
2869  */
2870 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2871         __isl_take isl_map *map2)
2872 {
2873         unsigned flags = 0;
2874         isl_map *result;
2875         int i, j;
2876
2877         if (!map1 || !map2)
2878                 goto error;
2879
2880         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2881              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2882             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2883                 isl_map_free(map2);
2884                 return map1;
2885         }
2886         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2887              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2888             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2889                 isl_map_free(map1);
2890                 return map2;
2891         }
2892
2893         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2894             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2895             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2896             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2897              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2898                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2899
2900         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2901                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2902                 isl_assert(map1->ctx,
2903                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2904
2905         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2906             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2907                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2908
2909         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2910                                 map1->n * map2->n, flags);
2911         if (!result)
2912                 goto error;
2913         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2914                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2915                         struct isl_basic_map *part;
2916                         part = isl_basic_map_intersect(
2917                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2918                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2919                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2920                                 part = isl_basic_map_free(part);
2921                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2922                         if (!result)
2923                                 goto error;
2924                 }
2925         isl_map_free(map1);
2926         isl_map_free(map2);
2927         return result;
2928 error:
2929         isl_map_free(map1);
2930         isl_map_free(map2);
2931         return NULL;
2932 }
2933
2934 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2935         __isl_take isl_map *map2)
2936 {
2937         if (!map1 || !map2)
2938                 goto error;
2939         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2940                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2941                         "spaces don't match", goto error);
2942         return map_intersect_internal(map1, map2);
2943 error:
2944         isl_map_free(map1);
2945         isl_map_free(map2);
2946         return NULL;
2947 }
2948
2949 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2950         __isl_take isl_map *map2)
2951 {
2952         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2953 }
2954
2955 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2956 {
2957         return (struct isl_set *)
2958                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2959                                   (struct isl_map *)set2);
2960 }
2961
2962 /* map_intersect_internal accepts intersections
2963  * with parameter domains, so we can just call that function.
2964  */
2965 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2966                 __isl_take isl_set *params)
2967 {
2968         return map_intersect_internal(map, params);
2969 }
2970
2971 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2972         __isl_take isl_map *map2)
2973 {
2974         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2975 }
2976
2977 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2978                 __isl_take isl_set *params)
2979 {
2980         return isl_map_intersect_params(set, params);
2981 }
2982
2983 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2984 {
2985         isl_space *dim;
2986         struct isl_basic_set *bset;
2987         unsigned in;
2988
2989         if (!bmap)
2990                 return NULL;
2991         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2992         if (!bmap)
2993                 return NULL;
2994         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2995         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2996         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2997         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2998         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2999 }
3000
3001 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
3002         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3003 {
3004         isl_space *space;
3005
3006         if (!bmap)
3007                 return NULL;
3008         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3009                 return bmap;
3010
3011         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3012         space = isl_space_reset(space, type);
3013         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3014         return bmap;
3015 }
3016
3017 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3018         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3019         unsigned pos, unsigned n)
3020 {
3021         isl_space *res_dim;
3022         struct isl_basic_map *res;
3023         struct isl_dim_map *dim_map;
3024         unsigned total, off;
3025         enum isl_dim_type t;
3026
3027         if (n == 0)
3028                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3029
3030         if (!bmap)
3031                 return NULL;
3032
3033         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3034
3035         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3036         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3037         off = 0;
3038         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3039                 if (t != type) {
3040                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3041                 } else {
3042                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3043                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3044                                                 0, pos, off);
3045                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3046                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3047                 }
3048                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3049         }
3050         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3051
3052         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3053                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3054         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3055                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3056         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3057                 isl_basic_map_free(bmap);
3058                 free(dim_map);
3059                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3060         }
3061         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3062         return isl_basic_map_finalize(res);
3063 }
3064
3065 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3066         __isl_take isl_basic_set *bset,
3067         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3068 {
3069         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3070 }
3071
3072 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3073                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3074 {
3075         if (!bmap)
3076                 return NULL;
3077         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3078                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3079 }
3080
3081 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3082                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3083 {
3084         if (!bset)
3085                 return NULL;
3086         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3087         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3088 error:
3089         isl_basic_set_free(bset);
3090         return NULL;
3091 }
3092
3093 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3094         enum isl_dim_type type)
3095 {
3096         isl_space *space;
3097
3098         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3099                 return map;
3100
3101         space = isl_map_get_space(map);
3102         space = isl_space_reset(space, type);
3103         map = isl_map_reset_space(map, space);
3104         return map;
3105 }
3106
3107 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3108                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3109 {
3110         int i;
3111
3112         if (n == 0)
3113                 return map_space_reset(map, type);
3114
3115         map = isl_map_cow(map);
3116         if (!map)
3117                 return NULL;
3118
3119         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3120         if (!map->dim)
3121                 goto error;
3122
3123         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3124                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3125                 if (!map->p[i])
3126                         goto error;
3127         }
3128
3129         return map;
3130 error:
3131         isl_map_free(map);
3132         return NULL;
3133 }
3134
3135 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3136                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3137 {
3138         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3139 }
3140
3141 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3142                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3143 {
3144         if (!map)
3145                 return NULL;
3146         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3147 }
3148
3149 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3150                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3151 {
3152         if (!set)
3153                 return NULL;
3154         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3155         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3156 error:
3157         isl_set_free(set);
3158         return NULL;
3159 }
3160
3161 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3162         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3163         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3164         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3165 {
3166         struct isl_dim_map *dim_map;
3167         struct isl_basic_map *res;
3168         enum isl_dim_type t;
3169         unsigned total, off;
3170
3171         if (!bmap)
3172                 return NULL;
3173         if (n == 0)
3174                 return bmap;
3175
3176         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3177                 goto error);
3178
3179         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3180                 return bmap;
3181
3182         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3183
3184         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3185             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3186                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3187                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3188                 if (!bmap)
3189                         return NULL;
3190
3191                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3192                                                 src_type, src_pos, n);
3193                 if (!bmap->dim)
3194                         goto error;
3195
3196                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3197
3198                 return bmap;
3199         }
3200
3201         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3202         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3203
3204         off = 0;
3205         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3206                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3207                 if (t == dst_type) {
3208                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3209                                             0, dst_pos, off);
3210                         off += dst_pos;
3211                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3212                                             src_pos, n, off);
3213                         off += n;
3214                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3215                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3216                         off += size - dst_pos;
3217                 } else if (t == src_type) {
3218                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3219                                             0, src_pos, off);
3220                         off += src_pos;
3221                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3222                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3223                         off += size - src_pos - n;
3224                 } else {
3225                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3226                         off += size;
3227                 }
3228         }
3229         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3230
3231         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3232                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3233         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3234         if (!bmap)
3235                 goto error;
3236
3237         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3238                                         src_type, src_pos, n);
3239         if (!bmap->dim)
3240                 goto error;
3241
3242         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3243         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3244         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3245
3246         return bmap;
3247 error:
3248         isl_basic_map_free(bmap);
3249         return NULL;
3250 }
3251
3252 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3253         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3254         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3255 {
3256         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3257                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3258 }
3259
3260 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3261         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3262         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3263 {
3264         if (!set)
3265                 return NULL;
3266         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3267         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3268                                         src_type, src_pos, n);
3269 error:
3270         isl_set_free(set);
3271         return NULL;
3272 }
3273
3274 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3275         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3276         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3277 {
3278         int i;
3279
3280         if (!map)
3281                 return NULL;
3282         if (n == 0)
3283                 return map;
3284
3285         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3286                 goto error);
3287
3288         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3289                 return map;
3290
3291         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3292
3293         map = isl_map_cow(map);
3294         if (!map)
3295                 return NULL;
3296
3297         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3298         if (!map->dim)
3299                 goto error;
3300
3301         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3302                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3303                                                 dst_type, dst_pos,
3304                                                 src_type, src_pos, n);
3305                 if (!map->p[i])
3306                         goto error;
3307         }
3308
3309         return map;
3310 error:
3311         isl_map_free(map);
3312         return NULL;
3313 }
3314
3315 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3316  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3317  * That's the responsibility of the caller.
3318  */
3319 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3320         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3321 {
3322         struct isl_dim_map *dim_map;
3323         struct isl_basic_map *res;
3324         enum isl_dim_type t;
3325         unsigned total, off;
3326
3327         if (!bmap)
3328                 return NULL;
3329         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3330                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3331                 return bmap;
3332
3333         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3334         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3335
3336         off = 0;
3337         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3338                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3339                 if (t == type) {
3340                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3341                                             0, first, off);
3342                         off += first;
3343                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3344                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3345                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3346                                             first + n, size - (first + n), off);
3347                         off += size - (first + n);
3348                 } else {
3349                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3350                         off += size;
3351                 }
3352         }
3353         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3354
3355         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3356                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3357         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3358         return res;
3359 }
3360
3361 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3362  * into existentially quantified variables.
3363  */
3364 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3365                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3366                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3367 {
3368         int i;
3369         size_t row_size;
3370         isl_int **new_div;
3371         isl_int *old;
3372
3373         if (n == 0)
3374                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3375
3376         if (!bmap)
3377                 return NULL;
3378
3379         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3380                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3381
3382         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3383                         goto error);
3384
3385         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3386         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3387         if (!bmap)
3388                 return NULL;
3389
3390         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3391         old = bmap->block2.data;
3392         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3393                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3394         if (!bmap->block2.data)
3395                 goto error;
3396         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3397         if (!new_div)
3398                 goto error;
3399         for (i = 0; i < n; ++i) {
3400                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3401                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3402                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3403         }
3404         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3405                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3406         free(bmap->div);
3407         bmap->div = new_div;
3408         bmap->n_div += n;
3409         bmap->extra += n;
3410
3411         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3412         if (!bmap->dim)
3413                 goto error;
3414         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3415         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3416         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3417 error:
3418         isl_basic_map_free(bmap);
3419         return NULL;
3420 }
3421
3422 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3423  * into existentially quantified variables.
3424  */
3425 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3426                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3427 {
3428         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3429                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3430 }
3431
3432 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3433  * into existentially quantified variables.
3434  */
3435 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3436                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3437 {
3438         int i;
3439
3440         if (!map)
3441                 return NULL;
3442
3443         if (n == 0)
3444                 return map_space_reset(map, type);
3445
3446         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3447
3448         map = isl_map_cow(map);
3449         if (!map)
3450                 return NULL;
3451
3452         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3453         if (!map->dim)
3454                 goto error;
3455
3456         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3457                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3458                 if (!map->p[i])
3459                         goto error;
3460         }
3461
3462         return map;
3463 error:
3464         isl_map_free(map);
3465         return NULL;
3466 }
3467
3468 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3469  * into existentially quantified variables.
3470  */
3471 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3472                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3473 {
3474         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3475 }
3476
3477 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3478 {
3479         int i, j;
3480
3481         for (i = 0; i < n; ++i) {
3482                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3483                 if (j < 0)
3484                         goto error;
3485                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3486         }
3487         return bmap;
3488 error:
3489         isl_basic_map_free(bmap);
3490         return NULL;
3491 }
3492
3493 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3494                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3495 {
3496         isl_space *dim_result = NULL;
3497         struct isl_basic_map *bmap;
3498         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3499         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3500
3501         if (!bmap1 || !bmap2)
3502                 goto error;
3503
3504         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3505                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3506
3507         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3508         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3509         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3510         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3511
3512         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3513         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3514         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3515         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3516         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3517         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3518         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3519         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3520         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3521         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3522         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3523
3524         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3525                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3526                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3527                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3528         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3529         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3530         bmap = add_divs(bmap, n);
3531         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3532         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3533         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3534 error:
3535         isl_basic_map_free(bmap1);
3536         isl_basic_map_free(bmap2);
3537         return NULL;
3538 }
3539
3540 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3541                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3542 {
3543         if (!bset || !bmap)
3544                 goto error;
3545
3546         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3547                     goto error);
3548
3549         return (struct isl_basic_set *)
3550                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3551 error:
3552         isl_basic_set_free(bset);
3553         isl_basic_map_free(bmap);
3554         return NULL;
3555 }
3556
3557 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3558                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3559 {
3560         if (!bmap1 || !bmap2)
3561                 goto error;
3562
3563         isl_assert(bmap1->ctx,
3564             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3565         isl_assert(bmap1->ctx,
3566             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3567             goto error);
3568
3569         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3570         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3571         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3572 error:
3573         isl_basic_map_free(bmap1);
3574         isl_basic_map_free(bmap2);
3575         return NULL;
3576 }
3577
3578 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3579  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3580  */
3581 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3582                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3583 {
3584         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3585         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3586         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3587         int i;
3588
3589         if (!bmap1 || !bmap2)
3590                 goto error;
3591
3592         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3593                 goto error);
3594
3595         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3596         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3597         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3598
3599         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3600         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3601         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3602         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3603         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3604         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3605         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3606         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3607         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3608         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3609         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3610
3611         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3612                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3613                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3614                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3615         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3616                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3617                 if (j < 0)
3618                         goto error;
3619                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3620                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3621                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3622                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3623         }
3624         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3625         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3626         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3627
3628         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3629         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3630 error:
3631         isl_basic_map_free(bmap);
3632         isl_basic_map_free(bmap1);
3633         isl_basic_map_free(bmap2);
3634         return NULL;
3635 }
3636
3637 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3638  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3639  */
3640 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3641 {
3642         struct isl_map *result;
3643         int i, j;
3644
3645         if (!map1 || !map2)
3646                 goto error;
3647
3648         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3649
3650         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3651                                 map1->n * map2->n, 0);
3652         if (!result)
3653                 goto error;
3654         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3655                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3656                         struct isl_basic_map *part;
3657                         part = isl_basic_map_sum(
3658                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3659                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3660                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3661                                 isl_basic_map_free(part);
3662                         else
3663                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3664                         if (!result)
3665                                 goto error;
3666                 }
3667         isl_map_free(map1);
3668         isl_map_free(map2);
3669         return result;
3670 error:
3671         isl_map_free(map1);
3672         isl_map_free(map2);
3673         return NULL;
3674 }
3675
3676 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3677         __isl_take isl_set *set2)
3678 {
3679         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3680 }
3681
3682 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3683  */
3684 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3685 {
3686         int i, j;
3687         unsigned off, n;
3688
3689         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3690         if (!bmap)
3691                 return NULL;
3692
3693         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3694         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3695         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3696                 for (j = 0; j < n; ++j)
3697                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3698         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3699                 for (j = 0; j < n; ++j)
3700                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3701         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3702                 for (j = 0; j < n; ++j)
3703                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3704         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3705         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3706 }
3707
3708 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3709 {
3710         return isl_basic_map_neg(bset);
3711 }
3712
3713 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3714  */
3715 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3716 {
3717         int i;
3718
3719         map = isl_map_cow(map);
3720         if (!map)
3721                 return NULL;
3722
3723         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3724                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3725                 if (!map->p[i])
3726                         goto error;
3727         }
3728
3729         return map;
3730 error:
3731         isl_map_free(map);
3732         return NULL;
3733 }
3734
3735 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3736 {
3737         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3738 }
3739
3740 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3741  * A -> floor(f(A)/d).
3742  */
3743 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3744                 isl_int d)
3745 {
3746         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3747         struct isl_basic_map *result = NULL;
3748         struct isl_dim_map *dim_map;
3749         int i;
3750
3751         if (!bmap)
3752                 return NULL;
3753
3754         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3755         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3756         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3757
3758         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3759         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3760         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3761         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3762         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3763         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3764
3765         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3766                         bmap->n_div + n_out,
3767                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3768         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3769         result = add_divs(result, n_out);
3770         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3771                 int j;
3772                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3773                 if (j < 0)
3774                         goto error;
3775                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3776                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3777                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3778                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3779                 if (j < 0)
3780                         goto error;
3781                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3782                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3783                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3784                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3785         }
3786
3787         result = isl_basic_map_simplify(result);
3788         return isl_basic_map_finalize(result);
3789 error:
3790         isl_basic_map_free(result);
3791         return NULL;
3792 }
3793
3794 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3795  * A -> floor(f(A)/d).
3796  */
3797 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3798 {
3799         int i;
3800
3801         map = isl_map_cow(map);
3802         if (!map)
3803                 return NULL;
3804
3805         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3806         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3807         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3808                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3809                 if (!map->p[i])
3810                         goto error;
3811         }
3812
3813         return map;
3814 error:
3815         isl_map_free(map);
3816         return NULL;
3817 }
3818
3819 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3820 {
3821         int i;
3822         unsigned nparam;
3823         unsigned n_in;
3824
3825         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3826         if (i < 0)
3827                 goto error;
3828         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3829         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3830         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3831         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3832         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3833         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3834 error:
3835         isl_basic_map_free(bmap);
3836         return NULL;
3837 }
3838
3839 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3840  */
3841 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3842 {
3843         int i;
3844         unsigned nparam;
3845         unsigned n_in;
3846
3847         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3848         if (i < 0)
3849                 goto error;
3850         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3851         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3852         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3853         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3854         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3855         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3856         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3857 error:
3858         isl_basic_map_free(bmap);
3859         return NULL;
3860 }
3861
3862 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3863  */
3864 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3865         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3866 {
3867         int i;
3868         unsigned nparam;
3869         unsigned n_in;
3870
3871         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3872         if (i < 0)
3873                 goto error;
3874         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3875         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3876         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3877         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3878         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3879         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3880 error:
3881         isl_basic_map_free(bmap);
3882         return NULL;
3883 }
3884
3885 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3886  */
3887 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3888 {
3889         int i;
3890         unsigned nparam;
3891         unsigned n_in;
3892
3893         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3894         if (i < 0)
3895                 goto error;
3896         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3897         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3898         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3899         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3900         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3901         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3902         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3903 error:
3904         isl_basic_map_free(bmap);
3905         return NULL;
3906 }
3907
3908 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3909  */
3910 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3911         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3912 {
3913         int i;
3914         unsigned nparam;
3915         unsigned n_in;
3916
3917         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3918         if (i < 0)
3919                 goto error;
3920         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3921         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3922         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3923         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3924         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3925         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3926 error:
3927         isl_basic_map_free(bmap);
3928         return NULL;
3929 }
3930
3931 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3932         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3933 {
3934         int i;
3935         struct isl_basic_map *bmap;
3936         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3937         if (!bmap)
3938                 return NULL;
3939         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3940                 bmap = var_equal(bmap, i);
3941         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3942 }
3943
3944 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3945  */
3946 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3947         unsigned pos)
3948 {
3949         int i;
3950         struct isl_basic_map *bmap;
3951         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3952         if (!bmap)
3953                 return NULL;
3954         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3955                 bmap = var_equal(bmap, i);
3956         if (bmap)
3957                 bmap = var_less(bmap, pos);
3958         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3959 }
3960
3961 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3962  */
3963 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3964         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3965 {
3966         int i;
3967         isl_basic_map *bmap;
3968
3969         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3970         for (i = 0; i < pos; ++i)
3971                 bmap = var_equal(bmap, i);
3972         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3973         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3974 }
3975
3976 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3977  */
3978 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3979         unsigned pos)
3980 {
3981         int i;
3982         struct isl_basic_map *bmap;
3983         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3984         if (!bmap)
3985                 return NULL;
3986         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3987                 bmap = var_equal(bmap, i);
3988         if (bmap)
3989                 bmap = var_more(bmap, pos);
3990         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3991 }
3992
3993 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3994  */
3995 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3996         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3997 {
3998         int i;
3999         isl_basic_map *bmap;
4000
4001         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4002         for (i = 0; i < pos; ++i)
4003                 bmap = var_equal(bmap, i);
4004         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4005         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4006 }
4007
4008 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4009         unsigned n, int equal)
4010 {
4011         struct isl_map *map;
4012         int i;
4013
4014         if (n == 0 && equal)
4015                 return isl_map_universe(dims);
4016
4017         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4018
4019         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4020                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4021                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4022         if (n > 0) {
4023                 if (equal)
4024                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4025                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4026                 else
4027                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4028                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4029         } else
4030                 isl_space_free(dims);
4031
4032         return map;
4033 }
4034
4035 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4036 {
4037         if (!dims)
4038                 return NULL;
4039         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4040 }
4041
4042 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4043 {
4044         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4045 }
4046
4047 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4048 {
4049         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4050 }
4051
4052 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4053 {
4054         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4055 }
4056
4057 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4058 {
4059         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4060 }
4061
4062 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4063         unsigned n, int equal)
4064 {
4065         struct isl_map *map;
4066         int i;
4067
4068         if (n == 0 && equal)
4069                 return isl_map_universe(dims);
4070
4071         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4072
4073         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4074                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4075                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4076         if (n > 0) {
4077                 if (equal)
4078                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4079                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4080                 else
4081                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4082                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4083         } else
4084                 isl_space_free(dims);
4085
4086         return map;
4087 }
4088
4089 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4090 {
4091         if (!dims)
4092                 return NULL;
4093         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4094 }
4095
4096 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4097 {
4098         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4099 }
4100
4101 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4102 {
4103         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4104 }
4105
4106 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4107 {
4108         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4109 }
4110
4111 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4112 {
4113         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4114 }
4115
4116 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4117         __isl_take isl_set *set2)
4118 {
4119         isl_map *map;
4120         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4121         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4122         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4123         return map;
4124 }
4125
4126 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4127         __isl_take isl_set *set2)
4128 {
4129         isl_map *map;
4130         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4131         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4132         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4133         return map;
4134 }
4135
4136 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4137         __isl_take isl_set *set2)
4138 {
4139         isl_map *map;
4140         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4141         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4142         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4143         return map;
4144 }
4145
4146 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4147         __isl_take isl_set *set2)
4148 {
4149         isl_map *map;
4150         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4151         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4152         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4153         return map;
4154 }
4155
4156 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4157         __isl_take isl_map *map2)
4158 {
4159         isl_map *map;
4160         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4161         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4162         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4163         return map;
4164 }
4165
4166 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4167         __isl_take isl_map *map2)
4168 {
4169         isl_map *map;
4170         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4171         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4172         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4173         return map;
4174 }
4175
4176 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4177         __isl_take isl_map *map2)
4178 {
4179         isl_map *map;
4180         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4181         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4182         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4183         return map;
4184 }
4185
4186 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4187         __isl_take isl_map *map2)
4188 {
4189         isl_map *map;
4190         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4191         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4192         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4193         return map;
4194 }
4195
4196 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4197         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4198 {
4199         struct isl_basic_map *bmap;
4200
4201         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4202         if (!bset || !dim)
4203                 goto error;
4204
4205         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4206         isl_space_free(bset->dim);
4207         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4208         bmap->dim = dim;
4209         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4210 error:
4211         isl_basic_set_free(bset);
4212         isl_space_free(dim);
4213         return NULL;
4214 }
4215
4216 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4217 {
4218         if (!bmap)
4219                 goto error;
4220         if (bmap->dim->n_in == 0)
4221                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4222         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4223         if (!bmap)
4224                 goto error;
4225         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4226         if (!bmap->dim)
4227                 goto error;
4228         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4229         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4230 error:
4231         isl_basic_map_free(bmap);
4232         return NULL;
4233 }
4234
4235 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4236  *
4237  *              f - m d >= 0
4238  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4239  *
4240  * Note that the second constraint is the negation of
4241  *
4242  *              f - m d >= n
4243  */
4244 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4245         unsigned pos, isl_int *div)
4246 {
4247         int i, j;
4248         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4249
4250         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4251         if (i < 0)
4252                 return -1;
4253         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4254         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4255
4256         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4257         if (j < 0)
4258                 return -1;
4259         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4260         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4261         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4262         return j;
4263 }
4264
4265 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4266         unsigned pos, isl_int *div)
4267 {
4268         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4269                                                         pos, div);
4270 }
4271
4272 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4273 {
4274         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4275         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4276
4277         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4278                                                         bmap->div[div]);
4279 }
4280
4281 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4282 {
4283         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4284 }
4285
4286 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4287                 struct isl_basic_map *bmap)
4288 {
4289         if (!bmap)
4290                 goto error;
4291         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4292             bmap->n_div == 0 &&
4293             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4294             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4295                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4296         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4297         if (!bmap)
4298                 goto error;
4299         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4300         if (!bmap->dim)
4301                 goto error;
4302         bmap->extra -= bmap->n_div;
4303         bmap->n_div = 0;
4304         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4305         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4306 error:
4307         isl_basic_map_free(bmap);
4308         return NULL;
4309 }
4310
4311 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4312                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4313 {
4314         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4315 }
4316
4317 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4318         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4319 {
4320         struct isl_basic_map *bmap;
4321         struct isl_ctx *ctx;
4322         unsigned total;
4323         int i;
4324
4325         if (!bset || !like)
4326                 goto error;
4327         ctx = bset->ctx;
4328         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4329         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4330         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4331                         goto error);
4332         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4333                 isl_basic_map_free(like);
4334                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4335         }
4336         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4337         if (!bset)
4338                 goto error;
4339         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4340         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4341         isl_space_free(bmap->dim);
4342         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4343         if (!bmap->dim)
4344                 goto error;
4345         bmap->n_div = like->n_div;
4346         bmap->extra += like->n_div;
4347         if (bmap->extra) {
4348                 unsigned ltotal;
4349                 isl_int **div;
4350                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4351                 if (ltotal > total)
4352                         ltotal = total;
4353                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4354                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4355                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4356                         goto error;
4357                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4358                 if (!div)
4359                         goto error;
4360                 bmap->div = div;
4361                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4362                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4363                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4364                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4365                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4366                 }
4367                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4368                                                         0, 2 * like->n_div);
4369                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4370                         if (!bmap)
4371                                 break;
4372                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4373                                 continue;
4374                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4375                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4376                 }
4377         }
4378         isl_basic_map_free(like);
4379         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4380         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4381         return bmap;
4382 error:
4383         isl_basic_map_free(like);
4384         isl_basic_set_free(bset);
4385         return NULL;
4386 }
4387
4388 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4389         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4390 {
4391         return (struct isl_basic_set *)
4392                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4393 }
4394
4395 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4396         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4397 {
4398         int i;
4399
4400         if (!set || !like)
4401                 goto error;
4402         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4403                     goto error);
4404         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4405                 isl_basic_set_free(like);
4406                 return set;
4407         }
4408         set = isl_set_cow(set);
4409         if (!set)
4410                 goto error;
4411         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4412                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4413                                                       isl_basic_set_copy(like));
4414                 if (!set->p[i])
4415                         goto error;
4416         }
4417         isl_space_free(set->dim);
4418         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4419         if (!set->dim)
4420                 goto error;
4421         isl_basic_set_free(like);
4422         return set;
4423 error:
4424         isl_basic_set_free(like);
4425         isl_set_free(set);
4426         return NULL;
4427 }
4428
4429 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4430 {
4431         int i;
4432
4433         map = isl_map_cow(map);
4434         if (!map)
4435                 return NULL;
4436         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4437         if (!map->dim)
4438                 goto error;
4439
4440         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4441                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4442                                 goto error);
4443         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4444                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4445                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4446                 if (!map->p[i])
4447                         goto error;
4448         }
4449         if (map->n == 0)
4450                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4451         else {
4452                 isl_space_free(map->dim);
4453                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4454         }
4455         if (!map->dim)
4456                 goto error;
4457         return (struct isl_set *)map;
4458 error:
4459         isl_map_free(map);
4460         return NULL;
4461 }
4462
4463 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4464 {
4465         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4466 }
4467
4468 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4469         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4470 {
4471         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4472         if (!bmap || !dim)
4473                 goto error;
4474
4475         isl_space_free(bmap->dim);
4476         bmap->dim = dim;
4477
4478         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4479
4480         return bmap;
4481 error:
4482         isl_basic_map_free(bmap);
4483         isl_space_free(dim);
4484         return NULL;
4485 }
4486
4487 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4488         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4489 {
4490         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4491                                                         dim);
4492 }
4493
4494 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4495         __isl_take isl_space *dim)
4496 {
4497         int i;
4498
4499         map = isl_map_cow(map);
4500         if (!map || !dim)
4501                 goto error;
4502
4503         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4504                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4505                                                     isl_space_copy(dim));
4506                 if (!map->p[i])
4507                         goto error;
4508         }
4509         isl_space_free(map->dim);
4510         map->dim = dim;
4511
4512         return map;
4513 error:
4514         isl_map_free(map);
4515         isl_space_free(dim);
4516         return NULL;
4517 }
4518
4519 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4520         __isl_take isl_space *dim)
4521 {
4522         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4523 }
4524
4525 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4526  */
4527 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4528 {
4529         isl_space *space;
4530         unsigned n;
4531
4532         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4533                 return bset;
4534
4535         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4536         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4537         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4538         space = isl_space_params(space);
4539         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4540         return bset;
4541 }
4542
4543 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4544  */
4545 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4546         __isl_take isl_basic_set *bset)
4547 {
4548         isl_space *space;
4549         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4550         space = isl_space_set_from_params(space);
4551         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4552         return bset;
4553 }
4554
4555 /* Compute the parameter domain of the given set.
4556  */
4557 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4558 {
4559         isl_space *space;
4560         unsigned n;
4561
4562         if (isl_set_is_params(set))
4563                 return set;
4564
4565         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4566         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4567         space = isl_set_get_space(set);
4568         space = isl_space_params(space);
4569         set = isl_set_reset_space(set, space);
4570         return set;
4571 }
4572
4573 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4574  */
4575 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4576 {
4577         isl_space *space;
4578         space = isl_set_get_space(set);
4579         space = isl_space_set_from_params(space);
4580         set = isl_set_reset_space(set, space);
4581         return set;
4582 }
4583
4584 /* Compute the parameter domain of the given map.
4585  */
4586 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4587 {
4588         isl_space *space;
4589         unsigned n;
4590
4591         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4592         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4593         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4594         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4595         space = isl_map_get_space(map);
4596         space = isl_space_params(space);
4597         map = isl_map_reset_space(map, space);
4598         return map;
4599 }
4600
4601 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4602 {
4603         isl_space *dim;
4604         struct isl_basic_set *domain;
4605         unsigned n_in;
4606         unsigned n_out;
4607
4608         if (!bmap)
4609                 return NULL;
4610         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4611
4612         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4613         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4614         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4615         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4616
4617         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4618
4619         return domain;
4620 }
4621
4622 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4623 {
4624         if (!bmap)
4625                 return -1;
4626         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4627 }
4628
4629 /* Is this basic map actually a set?
4630  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4631  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4632  */
4633 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4634 {
4635         if (!bmap)
4636                 return -1;
4637         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4638 }
4639
4640 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4641 {
4642         if (!bmap)
4643                 return NULL;
4644         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4645                 return bmap;
4646         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4647 }
4648
4649 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4650         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4651 {
4652         int i, k;
4653         isl_space *dim;
4654         isl_basic_map *domain;
4655         int nparam, n_in, n_out;
4656         unsigned total;
4657
4658         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4659         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4660         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4661
4662         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4663         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4664
4665         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4666         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4667         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4668
4669         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4670
4671         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4672                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4673                 if (k < 0)
4674                         goto error;
4675                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4676                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4677                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4678         }
4679
4680         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4681         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4682 error:
4683         isl_basic_map_free(bmap);
4684         return NULL;
4685 }
4686
4687 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4688         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4689 {
4690         int i, k;
4691         isl_space *dim;
4692         isl_basic_map *range;
4693         int nparam, n_in, n_out;
4694         unsigned total;
4695
4696         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4697         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4698         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4699
4700         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4701         range = isl_basic_map_universe(dim);
4702
4703         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4704         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4705         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4706
4707         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4708
4709         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4710                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4711                 if (k < 0)
4712                         goto error;
4713                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4714                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4715                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4716         }
4717
4718         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4719         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4720 error:
4721         isl_basic_map_free(bmap);
4722         return NULL;
4723 }
4724
4725 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4726 {
4727         if (!map)
4728                 return -1;
4729         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4730 }
4731
4732 /* Is this map actually a set?
4733  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4734  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4735  */
4736 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4737 {
4738         if (!map)
4739                 return -1;
4740         return isl_space_is_set(map->dim);
4741 }
4742
4743 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4744 {
4745         int i;
4746         struct isl_set *set;
4747
4748         if (!map)
4749                 goto error;
4750         if (isl_map_is_set(map))
4751                 return (isl_set *)map;
4752
4753         map = isl_map_cow(map);
4754         if (!map)
4755                 goto error;
4756
4757         set = (struct isl_set *) map;
4758         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4759         if (!set->dim)
4760                 goto error;
4761         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4762                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4763                 if (!set->p[i])
4764                         goto error;
4765         }
4766         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4767         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4768         return set;
4769 error:
4770         isl_map_free(map);
4771         return NULL;
4772 }
4773
4774 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4775 {
4776         int i;
4777         isl_space *domain_dim;
4778
4779         map = isl_map_cow(map);
4780         if (!map)
4781                 return NULL;
4782
4783         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4784         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4785         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4786         if (!map->dim)
4787                 goto error;
4788         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4789                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4790                 if (!map->p[i])
4791                         goto error;
4792         }
4793         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4794         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4795         return map;
4796 error:
4797         isl_map_free(map);
4798         return NULL;
4799 }
4800
4801 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4802 {
4803         int i;
4804         isl_space *range_dim;
4805
4806         map = isl_map_cow(map);
4807         if (!map)
4808                 return NULL;
4809
4810         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4811         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4812         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4813         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4814         if (!map->dim)
4815                 goto error;
4816         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4817                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4818                 if (!map->p[i])
4819                         goto error;
4820         }
4821         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4822         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4823         return map;
4824 error:
4825         isl_map_free(map);
4826         return NULL;
4827 }
4828
4829 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4830         __isl_take isl_space *dim)
4831 {
4832         int i;
4833         struct isl_map *map = NULL;
4834
4835         set = isl_set_cow(set);
4836         if (!set || !dim)
4837                 goto error;
4838         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4839         map = (struct isl_map *)set;
4840         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4841                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4842                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4843                 if (!map->p[i])
4844                         goto error;
4845         }
4846         isl_space_free(map->dim);
4847         map->dim = dim;
4848         return map;
4849 error:
4850         isl_space_free(dim);
4851         isl_set_free(set);
4852         return NULL;
4853 }
4854
4855 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4856         __isl_take isl_basic_set *bset)
4857 {
4858         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4859 }
4860
4861 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4862         __isl_take isl_basic_set *bset)
4863 {
4864         isl_space *space;
4865         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4866         space = isl_space_from_range(space);
4867         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4868         return (isl_basic_map *)bset;
4869 }
4870
4871 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4872 {
4873         isl_space *space;
4874         space = isl_set_get_space(set);
4875         space = isl_space_from_range(space);
4876         set = isl_set_reset_space(set, space);
4877         return (struct isl_map *)set;
4878 }
4879
4880 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4881 {
4882         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4883 }
4884
4885 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4886         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4887 {
4888         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4889 }
4890
4891 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4892         __isl_take isl_set *range)
4893 {
4894         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4895 }
4896
4897 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4898 {
4899         int i;
4900         struct isl_set *set = NULL;
4901
4902         if (!map)
4903                 return NULL;
4904         map = isl_map_cow(map);
4905         if (!map)
4906                 return NULL;
4907         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4908         if (!map->dim)
4909                 goto error;
4910         set = (struct isl_set *)map;
4911         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4912                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4913                 if (!set->p[i])
4914                         goto error;
4915         }
4916         return set;
4917 error:
4918         isl_map_free(map);
4919         return NULL;
4920 }
4921
4922 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4923         unsigned flags)
4924 {
4925         struct isl_map *map;
4926
4927         if (!dim)
4928                 return NULL;
4929         if (n < 0)
4930                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4931                         "negative number of basic maps", goto error);
4932         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4933                         sizeof(struct isl_map) +
4934                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4935         if (!map)
4936                 goto error;
4937
4938         map->ctx = dim->ctx;
4939         isl_ctx_ref(map->ctx);
4940         map->ref = 1;
4941         map->size = n;
4942         map->n = 0;
4943         map->dim = dim;
4944         map->flags = flags;
4945         return map;
4946 error:
4947         isl_space_free(dim);
4948         return NULL;
4949 }
4950
4951 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4952                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4953                 unsigned flags)
4954 {
4955         struct isl_map *map;
4956         isl_space *dims;
4957
4958         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4959         if (!dims)
4960                 return NULL;
4961
4962         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4963         return map;
4964 }
4965
4966 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4967 {
4968         struct isl_basic_map *bmap;
4969         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4970         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4971         return bmap;
4972 }
4973
4974 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4975 {
4976         struct isl_basic_set *bset;
4977         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4978         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4979         return bset;
4980 }
4981
4982 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4983 {
4984         struct isl_basic_map *bmap;
4985         if (!model)
4986                 return NULL;
4987         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4988         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4989         return bmap;
4990 }
4991
4992 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4993 {
4994         struct isl_basic_map *bmap;
4995         if (!model)
4996                 return NULL;
4997         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4998         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4999         return bmap;
5000 }
5001
5002 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5003 {
5004         struct isl_basic_set *bset;
5005         if (!model)
5006                 return NULL;
5007         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5008         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5009         return bset;
5010 }
5011
5012 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5013 {
5014         struct isl_basic_map *bmap;
5015         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5016         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5017         return bmap;
5018 }
5019
5020 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5021 {
5022         struct isl_basic_set *bset;
5023         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5024         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5025         return bset;
5026 }
5027
5028 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5029 {
5030         int i;
5031         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5032         isl_basic_map *bmap;
5033
5034         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5035         for (i = 0; i < total; ++i) {
5036                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5037                 if (k < 0)
5038                         goto error;
5039                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5040                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5041         }
5042         return bmap;
5043 error:
5044         isl_basic_map_free(bmap);
5045         return NULL;
5046 }
5047
5048 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5049 {
5050         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5051 }
5052
5053 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5054 {
5055         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5056 }
5057
5058 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5059 {
5060         return isl_map_nat_universe(dim);
5061 }
5062
5063 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5064                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5065 {
5066         if (!model)
5067                 return NULL;
5068         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5069 }
5070
5071 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5072 {
5073         if (!model)
5074                 return NULL;
5075         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5076 }
5077
5078 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5079         __isl_keep isl_set *model)
5080 {
5081         if (!model)
5082                 return NULL;
5083         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5084 }
5085
5086 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5087 {
5088         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5089 }
5090
5091 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5092 {
5093         if (!model)
5094                 return NULL;
5095         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5096 }
5097
5098 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5099 {
5100         if (!model)
5101                 return NULL;
5102         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5103 }
5104
5105 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5106 {
5107         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5108 }
5109
5110 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5111 {
5112         if (!model)
5113                 return NULL;
5114         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5115 }
5116
5117 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5118 {
5119         struct isl_map *map;
5120         if (!dim)
5121                 return NULL;
5122         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5123         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5124         return map;
5125 }
5126
5127 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5128 {
5129         struct isl_set *set;
5130         if (!dim)
5131                 return NULL;
5132         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5133         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5134         return set;
5135 }
5136
5137 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5138 {
5139         if (!model)
5140                 return NULL;
5141         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5142 }
5143
5144 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5145 {
5146         int i;
5147         struct isl_map *dup;
5148
5149         if (!map)
5150                 return NULL;
5151         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5152         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5153                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5154         return dup;
5155 }
5156
5157 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5158                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5159 {
5160         if (!bmap || !map)
5161                 goto error;
5162         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5163                 isl_basic_map_free(bmap);
5164                 return map;
5165         }
5166         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5167         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5168         map->p[map->n] = bmap;
5169         map->n++;
5170         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5171         return map;
5172 error:
5173         if (map)
5174                 isl_map_free(map);
5175         if (bmap)
5176                 isl_basic_map_free(bmap);
5177         return NULL;
5178 }
5179
5180 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5181 {
5182         int i;
5183
5184         if (!map)
5185                 return NULL;
5186
5187         if (--map->ref > 0)
5188                 return NULL;
5189
5190         isl_ctx_deref(map->ctx);
5191         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5192                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5193         isl_space_free(map->dim);
5194         free(map);
5195
5196         return NULL;
5197 }
5198
5199 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5200                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5201 {
5202         int i;
5203
5204         base = isl_map_cow(base);
5205         if (!base)
5206                 return NULL;
5207
5208         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5209         if (!base->dim)
5210                 goto error;
5211         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5212                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5213                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5214                 if (!base->p[i])
5215                         goto error;
5216         }
5217         return base;
5218 error:
5219         isl_map_free(base);
5220         return NULL;
5221 }
5222
5223 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5224                 unsigned nparam, unsigned dim)
5225 {
5226         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5227                                                         nparam, 0, dim);
5228 }
5229
5230 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5231         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5232 {
5233         int j;
5234
5235         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5236         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5237         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5238         if (j < 0)
5239                 goto error;
5240         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5241         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5242         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5243         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5244         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5245 error:
5246         isl_basic_map_free(bmap);
5247         return NULL;
5248 }
5249
5250 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5251         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5252 {
5253         int j;
5254
5255         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5256         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5257         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5258         if (j < 0)
5259                 goto error;
5260         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5261         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5262         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5263         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5264         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5265 error:
5266         isl_basic_map_free(bmap);
5267         return NULL;
5268 }
5269
5270 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5271                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5272 {
5273         if (!bmap)
5274                 return NULL;
5275         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5276         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5277                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5278 error:
5279         isl_basic_map_free(bmap);
5280         return NULL;
5281 }
5282
5283 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5284                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5285 {
5286         if (!bmap)
5287                 return NULL;
5288         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5289         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5290                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5291 error:
5292         isl_basic_map_free(bmap);
5293         return NULL;
5294 }
5295
5296 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5297                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5298 {
5299         return (struct isl_basic_set *)
5300                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5301                                         type, pos, value);
5302 }
5303
5304 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5305                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5306 {
5307         return (struct isl_basic_set *)
5308                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5309                                         type, pos, value);
5310 }
5311
5312 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5313                 unsigned input, int value)
5314 {
5315         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5316 }
5317
5318 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5319                 unsigned dim, int value)
5320 {
5321         return (struct isl_basic_set *)
5322                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5323                                         isl_dim_set, dim, value);
5324 }
5325
5326 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5327 {
5328         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5329
5330         if (empty < 0)
5331                 return -1;
5332         if (!empty)
5333                 return 0;
5334
5335         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5336         if (i != map->n - 1) {
5337                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5338                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5339         }
5340         map->n--;
5341
5342         return 0;
5343 }
5344
5345 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5346                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5347 {
5348         int i;
5349
5350         map = isl_map_cow(map);
5351         if (!map)
5352                 return NULL;
5353
5354         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5355         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5356                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5357                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5358                         goto error;
5359         }
5360         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5361         return map;
5362 error:
5363         isl_map_free(map);
5364         return NULL;
5365 }
5366
5367 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5368                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5369 {
5370         return (struct isl_set *)
5371                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5372 }
5373
5374 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5375                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5376 {
5377         int i;
5378
5379         map = isl_map_cow(map);
5380         if (!map)
5381                 return NULL;
5382
5383         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5384         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5385                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5386                 if (!map->p[i])
5387                         goto error;
5388         }
5389         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5390         return map;
5391 error:
5392         isl_map_free(map);
5393         return NULL;
5394 }
5395
5396 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5397                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5398 {
5399         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5400 }
5401
5402 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5403                 unsigned input, int value)
5404 {
5405         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5406 }
5407
5408 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5409 {
5410         return (struct isl_set *)
5411                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5412 }
5413
5414 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5415         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5416         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5417 {
5418         int j;
5419
5420         if (!bmap)
5421                 return NULL;
5422         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5423         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5424         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5425         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5426         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5427         if (j < 0)
5428                 goto error;
5429         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5430         if (upper) {
5431                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5432                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5433         } else {
5434                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5435                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5436         }
5437         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5438         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5439 error:
5440         isl_basic_map_free(bmap);
5441         return NULL;
5442 }
5443
5444 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5445         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5446         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5447 {
5448         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5449 }
5450
5451 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5452  */
5453 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5454         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5455         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5456 {
5457         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5458 }
5459
5460 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5461         unsigned dim, isl_int value)
5462 {
5463         int j;
5464
5465         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5466         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5467         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5468         if (j < 0)
5469                 goto error;
5470         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5471         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5472         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5473         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5474         return isl_basic_set_finalize(bset);
5475 error:
5476         isl_basic_set_free(bset);
5477         return NULL;
5478 }
5479
5480 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5481         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5482 {
5483         int i;
5484
5485         map = isl_map_cow(map);
5486         if (!map)
5487                 return NULL;
5488
5489         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5490         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5491                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5492                                                  type, pos, value, upper);
5493                 if (!map->p[i])
5494                         goto error;
5495         }
5496         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5497         return map;
5498 error:
5499         isl_map_free(map);
5500         return NULL;
5501 }
5502
5503 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5504         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5505 {
5506         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5507 }
5508
5509 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5510         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5511 {
5512         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5513 }
5514
5515 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5516                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5517 {
5518         return (struct isl_set *)
5519                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5520 }
5521
5522 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5523         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5524 {
5525         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5526 }
5527
5528 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5529  * is set) to "value".
5530  */
5531 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5532         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5533         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5534 {
5535         int j;
5536
5537         if (!bmap)
5538                 return NULL;
5539         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5540                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5541                         "index out of bounds", goto error);
5542         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5543         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5544         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5545         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5546         if (j < 0)
5547                 goto error;
5548         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5549         if (upper) {
5550                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5551                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5552         } else {
5553                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5554                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5555         }
5556         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5557         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5558 error:
5559         isl_basic_map_free(bmap);
5560         return NULL;
5561 }
5562
5563 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5564  * is set) to "value".
5565  */
5566 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5567         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5568 {
5569         int i;
5570
5571         map = isl_map_cow(map);
5572         if (!map)
5573                 return NULL;
5574
5575         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5576                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5577                         "index out of bounds", goto error);
5578         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5579                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5580                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5581                         goto error;
5582         }
5583         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5584         return map;
5585 error:
5586         isl_map_free(map);
5587         return NULL;
5588 }
5589
5590 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5591         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5592 {
5593         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5594 }
5595
5596 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5597         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5598 {
5599         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5600 }
5601
5602 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5603         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5604 {
5605         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5606 }
5607
5608 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5609         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5610 {
5611         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5612 }
5613
5614 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5615                                         isl_int value)
5616 {
5617         int i;
5618
5619         set = isl_set_cow(set);
5620         if (!set)
5621                 return NULL;
5622
5623         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5624         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5625                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5626                 if (!set->p[i])
5627                         goto error;
5628         }
5629         return set;
5630 error:
5631         isl_set_free(set);
5632         return NULL;
5633 }
5634
5635 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5636 {
5637         int i;
5638
5639         map = isl_map_cow(map);
5640         if (!map)
5641                 return NULL;
5642
5643         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5644         if (!map->dim)
5645                 goto error;
5646         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5647                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5648                 if (!map->p[i])
5649                         goto error;
5650         }
5651         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5652         return map;
5653 error:
5654         isl_map_free(map);
5655         return NULL;
5656 }
5657
5658 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5659                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5660                 struct isl_set **empty, int max)
5661 {
5662         if (!bmap)
5663                 goto error;
5664         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5665                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5666         else
5667                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5668 error:
5669         isl_basic_map_free(bmap);
5670         isl_basic_set_free(dom);
5671         if (empty)
5672                 *empty = NULL;
5673         return NULL;
5674 }
5675
5676 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5677                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5678                 struct isl_set **empty)
5679 {
5680         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5681 }
5682
5683 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5684                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5685                 struct isl_set **empty)
5686 {
5687         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5688 }
5689
5690 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5691                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5692                 struct isl_set **empty)
5693 {
5694         return (struct isl_set *)
5695                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5696                         dom, empty);
5697 }
5698
5699 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5700                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5701                 struct isl_set **empty)
5702 {
5703         return (struct isl_set *)
5704                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5705                         dom, empty);
5706 }
5707
5708 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5709         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5710         __isl_give isl_set **empty)
5711 {
5712         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5713 }
5714
5715 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5716         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5717         __isl_give isl_set **empty)
5718 {
5719         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5720 }
5721
5722 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5723         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5724         __isl_give isl_set **empty)
5725 {
5726         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5727 }
5728
5729 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5730         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5731         __isl_give isl_set **empty)
5732 {
5733         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5734 }
5735
5736 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5737         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5738 {
5739         isl_basic_set *dom = NULL;
5740         isl_space *dom_space;
5741
5742         if (!bmap)
5743                 goto error;
5744         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5745         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5746         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5747 error:
5748         isl_basic_map_free(bmap);
5749         return NULL;
5750 }
5751
5752 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5753         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5754 {
5755         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5756 }
5757
5758 #undef TYPE
5759 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5760 #undef SUFFIX
5761 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5762 #undef EMPTY
5763 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5764 #undef ADD
5765 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5766 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5767
5768 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5769  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5770  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5771  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5772  *
5773  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5774  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5775  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5776  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5777  * update both "res" and "todo".
5778  */
5779 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5780         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5781         __isl_give isl_set **empty, int max)
5782 {
5783         int i;
5784         isl_pw_multi_aff *res;
5785         isl_set *todo;
5786
5787         if (!map || !dom)
5788                 goto error;
5789
5790         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5791                 if (empty)
5792                         *empty = dom;
5793                 else
5794                         isl_set_free(dom);
5795                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5796         }
5797
5798         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5799                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5800                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5801
5802         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5803                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5804                 isl_set *todo_i;
5805
5806                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5807                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5808                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5809
5810                 if (max)
5811                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5812                 else
5813                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5814
5815                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5816         }
5817
5818         isl_set_free(dom);
5819         isl_map_free(map);
5820
5821         if (empty)
5822                 *empty = todo;
5823         else
5824                 isl_set_free(todo);
5825
5826         return res;
5827 error:
5828         if (empty)
5829                 *empty = NULL;
5830         isl_set_free(dom);
5831         isl_map_free(map);
5832         return NULL;
5833 }
5834
5835 #undef TYPE
5836 #define TYPE    isl_map
5837 #undef SUFFIX
5838 #define SUFFIX
5839 #undef EMPTY
5840 #define EMPTY   isl_map_empty
5841 #undef ADD
5842 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5843 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5844
5845 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5846  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5847  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5848  *
5849  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5850  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5851  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5852  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5853  * update both "res" and "todo".
5854  *
5855  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5856  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5857  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5858  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5859  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5860  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5861  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5862  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5863  * for the ith basic map, i.e.,
5864  *
5865  *      todo^i = todo^k * todo_i
5866  *
5867  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5868  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5869  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5870  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5871  * the lexicographic order.)
5872  * In practice, we compute
5873  *
5874  *      res^k * (res_i . "<=")
5875  *
5876  * and
5877  *
5878  *      res_i * (res^k . "<")
5879  *
5880  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5881  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5882  * that one, i.e.,
5883  *
5884  *      res^k * todo_i
5885  * and
5886  *      res_i * todo^k
5887  *
5888  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5889  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5890  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5891  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5892  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5893  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5894  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5895  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5896  * the previous basic maps.
5897  */
5898 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5899                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5900                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5901 {
5902         int i;
5903         struct isl_map *res;
5904         struct isl_set *todo;
5905
5906         if (!map || !dom)
5907                 goto error;
5908
5909         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5910                 if (empty)
5911                         *empty = dom;
5912                 else
5913                         isl_set_free(dom);
5914                 return map;
5915         }
5916
5917         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5918                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5919
5920         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5921                 isl_map *lt, *le;
5922                 isl_map *res_i;
5923                 isl_set *todo_i;
5924                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5925
5926                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5927                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5928
5929                 if (max) {
5930                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5931                         le = isl_map_lex_le(dim);
5932                 } else {
5933                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5934                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5935                 }
5936                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5937                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5938                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5939                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5940
5941                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5942                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5943                                                         isl_set_copy(todo_i));
5944                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5945                                                         isl_set_copy(todo));
5946                 }
5947
5948                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5949                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5950                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5951
5952                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5953         }
5954
5955         isl_set_free(dom);
5956         isl_map_free(map);
5957
5958         if (empty)
5959                 *empty = todo;
5960         else
5961                 isl_set_free(todo);
5962
5963         return res;
5964 error:
5965         if (empty)
5966                 *empty = NULL;
5967         isl_set_free(dom);
5968         isl_map_free(map);
5969         return NULL;
5970 }
5971
5972 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5973                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5974                 __isl_give isl_set **empty)
5975 {
5976         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5977 }
5978
5979 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5980                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5981                 __isl_give isl_set **empty)
5982 {
5983         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5984 }
5985
5986 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5987                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5988                 __isl_give isl_set **empty)
5989 {
5990         return (struct isl_set *)
5991                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5992                         dom, empty);
5993 }
5994
5995 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5996                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5997                 __isl_give isl_set **empty)
5998 {
5999         return (struct isl_set *)
6000                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6001                         dom, empty);
6002 }
6003
6004 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6005 {
6006         struct isl_basic_set *dom = NULL;
6007         isl_space *dom_dim;
6008
6009         if (!bmap)
6010                 goto error;
6011         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
6012         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
6013         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6014 error:
6015         isl_basic_map_free(bmap);
6016         return NULL;
6017 }
6018
6019 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6020 {
6021         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6022 }
6023
6024 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6025 {
6026         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6027 }
6028
6029 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6030 {
6031         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6032 }
6033
6034 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6035 {
6036         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6037 }
6038
6039 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6040 {
6041         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6042 }
6043
6044 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6045 {
6046         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6047 }
6048
6049 /* Extract the first and only affine expression from list
6050  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6051  * This domain is known to be disjoint from other domains
6052  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6053  */
6054 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6055         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6056 {
6057         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6058         isl_aff *aff;
6059         isl_pw_aff **pwaff = user;
6060         isl_pw_aff *pwaff_i;
6061
6062         if (!list)
6063                 goto error;
6064         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6065                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6066                         "expecting single element list", goto error);
6067
6068         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6069         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6070
6071         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6072
6073         isl_aff_list_free(list);
6074
6075         return 0;
6076 error:
6077         isl_basic_set_free(dom);
6078         isl_aff_list_free(list);
6079         return -1;
6080 }
6081
6082 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6083  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6084  *
6085  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6086  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6087  */
6088 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6089         int max)
6090 {
6091         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6092         isl_pw_aff *pwaff;
6093         int r;
6094
6095         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6096         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6097         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6098
6099         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6100         if (r < 0)
6101                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6102
6103         return pwaff;
6104 }
6105
6106 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6107  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6108  * but independently of the other output dimensions.
6109  *
6110  * We first project out the other output dimension and then compute
6111  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6112  * using isl_pw_aff_union_max.
6113  */
6114 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6115         int max)
6116 {
6117         int i;
6118         isl_pw_aff *pwaff;
6119         unsigned n_out;
6120
6121         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6122         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6123         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6124         if (!map)
6125                 return NULL;
6126
6127         if (map->n == 0) {
6128                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6129                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6130                 isl_map_free(map);
6131                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6132         }
6133
6134         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6135         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6136                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6137
6138                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6139                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6140         }
6141
6142         isl_map_free(map);
6143
6144         return pwaff;
6145 }
6146
6147 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6148  * parameters and input dimensions, but independently of
6149  * the other output dimensions.
6150  */
6151 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6152 {
6153         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6154 }
6155
6156 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6157  * as a function of the parameters,
6158  * but independently of the other set dimensions.
6159  */
6160 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6161         int max)
6162 {
6163         return map_dim_opt(set, pos, max);
6164 }
6165
6166 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6167  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6168  */
6169 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6170 {
6171         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6172 }
6173
6174 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6175  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6176  */
6177 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6178 {
6179         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6180 }
6181
6182 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6183  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6184  */
6185 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6186         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6187 {
6188         unsigned nparam;
6189
6190         if (!bset || !mat)
6191                 goto error;
6192
6193         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6194         if (!bset->dim)
6195                 goto error;
6196
6197         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6198
6199         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6200
6201         bset->dim->nparam = 0;
6202         bset->dim->n_out = nparam;
6203         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6204         if (bset) {
6205                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6206                 bset->dim->n_out = 0;
6207         }
6208         return bset;
6209 error:
6210         isl_mat_free(mat);
6211         isl_basic_set_free(bset);
6212         return NULL;
6213 }
6214
6215 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6216  * set is assumed to have only parameters and divs.
6217  */
6218 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6219         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6220 {
6221         isl_space *dim = NULL;
6222         unsigned nparam;
6223
6224         if (!set || !mat)
6225                 goto error;
6226
6227         dim = isl_space_copy(set->dim);
6228         dim = isl_space_cow(dim);
6229         if (!dim)
6230                 goto error;
6231
6232         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6233
6234         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6235
6236         dim->nparam = 0;
6237         dim->n_out = nparam;
6238         isl_set_reset_space(set, dim);
6239         set = isl_set_preimage(set, mat);
6240         if (!set)
6241                 goto error2;
6242         dim = isl_space_copy(set->dim);
6243         dim = isl_space_cow(dim);
6244         if (!dim)
6245                 goto error2;
6246         dim->nparam = dim->n_out;
6247         dim->n_out = 0;
6248         isl_set_reset_space(set, dim);
6249         return set;
6250 error:
6251         isl_space_free(dim);
6252         isl_mat_free(mat);
6253 error2:
6254         isl_set_free(set);
6255         return NULL;
6256 }
6257
6258 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6259  * equalities in "eq".
6260  */
6261 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6262         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6263 {
6264         int i, k;
6265         unsigned len;
6266
6267         if (!bset || !eq)
6268                 goto error;
6269
6270         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6271                                         eq->n_row, 0);
6272         if (!bset)
6273                 goto error;
6274
6275         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6276         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6277                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6278                 if (k < 0)
6279                         goto error;
6280                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6281                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6282         }
6283         isl_mat_free(eq);
6284
6285         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6286         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6287
6288         return bset;
6289 error:
6290         isl_mat_free(eq);
6291         isl_basic_set_free(bset);
6292         return NULL;
6293 }
6294
6295 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6296  * equalities in "eq".
6297  */
6298 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6299         struct isl_mat *eq)
6300 {
6301         int i;
6302
6303         if (!set || !eq)
6304                 goto error;
6305
6306         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6307                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6308                                         isl_mat_copy(eq));
6309                 if (!set->p[i])
6310                         goto error;
6311         }
6312         isl_mat_free(eq);
6313         return set;
6314 error:
6315         isl_mat_free(eq);
6316         isl_set_free(set);
6317         return NULL;
6318 }
6319
6320 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6321  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6322  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6323  * The output has the same parameters, but only
6324  * explicit existentially quantified variables.
6325  *
6326  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6327  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6328  * among the parameters by performing a variable compression on
6329  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6330  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6331  */
6332 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6333 {
6334         int i, j;
6335         struct isl_mat *eq;
6336         struct isl_mat *T, *T2;
6337         struct isl_set *set;
6338         unsigned nparam, n_div;
6339
6340         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6341         if (!bset)
6342                 return NULL;
6343
6344         if (bset->n_eq == 0)
6345                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6346
6347         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6348         if (!bset)
6349                 return NULL;
6350         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6351                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6352
6353         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6354         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6355
6356         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6357                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6358                         ++i;
6359         }
6360         if (i == bset->n_eq)
6361                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6362
6363         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6364                 0, 1 + nparam);
6365         eq = isl_mat_cow(eq);
6366         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6367         if (T && T->n_col == 0) {
6368                 isl_mat_free(T);
6369                 isl_mat_free(T2);
6370                 isl_mat_free(eq);
6371                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6372                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6373         }
6374         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6375
6376         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6377         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6378         set = set_append_equalities(set, eq);
6379         return set;
6380 }
6381
6382 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6383  * quantified variables.
6384  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6385  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6386  * no input or output dimensions and the dimension specification
6387  * is reset to that of the input.
6388  */
6389 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6390 {
6391         struct isl_basic_set *bset;
6392         struct isl_set *set;
6393         struct isl_map *map;
6394         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6395         unsigned         nparam;
6396         unsigned         n_in;
6397         unsigned         n_out;
6398
6399         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6400         if (!bmap)
6401                 return NULL;
6402
6403         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6404         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6405         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6406         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6407         if (!dim)
6408                 goto error;
6409
6410         orig_dim = bmap->dim;
6411         bmap->dim = dim;
6412         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6413
6414         set = parameter_compute_divs(bset);
6415         map = (struct isl_map *)set;
6416         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6417
6418         return map;
6419 error:
6420         isl_basic_map_free(bmap);
6421         return NULL;
6422 }
6423
6424 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6425 {
6426         int i;
6427         unsigned off;
6428
6429         if (!bmap)
6430                 return -1;
6431
6432         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6433         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6434                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6435                         return 0;
6436                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6437                                 return -1);
6438         }
6439         return 1;
6440 }
6441
6442 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6443 {
6444         int i;
6445
6446         if (!map)
6447                 return -1;
6448
6449         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6450                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6451                 if (known <= 0)
6452                         return known;
6453         }
6454
6455         return 1;
6456 }
6457
6458 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6459  * expressions for them.  However, this computation may be
6460  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6461  * strictly needed.
6462  */
6463 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6464 {
6465         int known;
6466         struct isl_map *map;
6467
6468         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6469         if (known < 0)
6470                 goto error;
6471         if (known)
6472                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6473
6474         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6475
6476         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6477         if (known < 0)
6478                 goto error;
6479         if (known)
6480                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6481
6482         map = compute_divs(bmap);
6483         return map;
6484 error:
6485         isl_basic_map_free(bmap);
6486         return NULL;
6487 }
6488
6489 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6490 {
6491         int i;
6492         int known;
6493         struct isl_map *res;
6494
6495         if (!map)
6496                 return NULL;
6497         if (map->n == 0)
6498                 return map;
6499
6500         known = map_divs_known(map);
6501         if (known < 0) {
6502                 isl_map_free(map);
6503                 return NULL;
6504         }
6505         if (known)
6506                 return map;
6507
6508         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6509         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6510                 struct isl_map *r2;
6511                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6512                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6513                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6514                 else
6515                         res = isl_map_union(res, r2);
6516         }
6517         isl_map_free(map);
6518
6519         return res;
6520 }
6521
6522 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6523 {
6524         return (struct isl_set *)
6525                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6526 }
6527
6528 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6529 {
6530         return (struct isl_set *)
6531                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6532 }
6533
6534 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6535 {
6536         int i;
6537         struct isl_set *set;
6538
6539         if (!map)
6540                 goto error;
6541
6542         map = isl_map_cow(map);
6543         if (!map)
6544                 return NULL;
6545
6546         set = (struct isl_set *)map;
6547         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6548         if (!set->dim)
6549                 goto error;
6550         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6551                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6552                 if (!set->p[i])
6553                         goto error;
6554         }
6555         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6556         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6557         return set;
6558 error:
6559         isl_map_free(map);
6560         return NULL;
6561 }
6562
6563 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6564  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6565  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6566  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6567  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6568  * may not be disjoint.
6569  *
6570  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6571  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6572  */
6573 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6574         __isl_take isl_map *map2)
6575 {
6576         int i;
6577         unsigned flags = 0;
6578         struct isl_map *map = NULL;
6579         int is_universe;
6580
6581         if (!map1 || !map2)
6582                 goto error;
6583
6584         if (map1->n == 0) {
6585                 isl_map_free(map1);
6586                 return map2;
6587         }
6588         if (map2->n == 0) {
6589                 isl_map_free(map2);
6590                 return map1;
6591         }
6592
6593         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6594         if (is_universe < 0)
6595                 goto error;
6596         if (is_universe) {
6597                 isl_map_free(map2);
6598                 return map1;
6599         }
6600
6601         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6602         if (is_universe < 0)
6603                 goto error;
6604         if (is_universe) {
6605                 isl_map_free(map1);
6606                 return map2;
6607         }
6608
6609         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6610
6611         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6612             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6613                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6614
6615         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6616                                 map1->n + map2->n, flags);
6617         if (!map)
6618                 goto error;
6619         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6620                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6621                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6622                 if (!map)
6623                         goto error;
6624         }
6625         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6626                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6627                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6628                 if (!map)
6629                         goto error;
6630         }
6631         isl_map_free(map1);
6632         isl_map_free(map2);
6633         return map;
6634 error:
6635         isl_map_free(map);
6636         isl_map_free(map1);
6637         isl_map_free(map2);
6638         return NULL;
6639 }
6640
6641 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6642         __isl_take isl_map *map2)
6643 {
6644         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6645 }
6646
6647 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6648 {
6649         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6650         if (!map1)
6651                 return NULL;
6652         if (map1->n > 1)
6653                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6654         return map1;
6655 }
6656
6657 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6658                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6659 {
6660         return (struct isl_set *)
6661                 isl_map_union_disjoint(
6662                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6663 }
6664
6665 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6666 {
6667         return (struct isl_set *)
6668                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6669 }
6670
6671 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6672  * the results.
6673  *
6674  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6675  */
6676 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6677         __isl_take isl_set *set,
6678         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6679                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6680 {
6681         unsigned flags = 0;
6682         struct isl_map *result;
6683         int i, j;
6684
6685         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6686                 isl_set_free(set);
6687                 return map;
6688         }
6689
6690         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6691             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6692                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6693
6694         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6695                                         map->n * set->n, flags);
6696         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6697                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6698                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6699                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6700                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6701                         if (!result)
6702                                 break;
6703                 }
6704
6705         isl_map_free(map);
6706         isl_set_free(set);
6707         return result;
6708 }
6709
6710 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6711         __isl_take isl_set *set)
6712 {
6713         if (!map || !set)
6714                 goto error;
6715
6716         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6717                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6718                         "incompatible spaces", goto error);
6719
6720         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6721 error:
6722         isl_map_free(map);
6723         isl_set_free(set);
6724         return NULL;
6725 }
6726
6727 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6728         __isl_take isl_set *set)
6729 {
6730         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6731 }
6732
6733 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6734         __isl_take isl_set *set)
6735 {
6736         if (!map || !set)
6737                 goto error;
6738
6739         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6740                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6741                         "incompatible spaces", goto error);
6742
6743         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6744 error:
6745         isl_map_free(map);
6746         isl_set_free(set);
6747         return NULL;
6748 }
6749
6750 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6751         __isl_take isl_set *set)
6752 {
6753         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6754                                                 &map_intersect_domain);
6755 }
6756
6757 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6758         __isl_take isl_map *map2)
6759 {
6760         if (!map1 || !map2)
6761                 goto error;
6762         map1 = isl_map_reverse(map1);
6763         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6764         return isl_map_reverse(map1);
6765 error:
6766         isl_map_free(map1);
6767         isl_map_free(map2);
6768         return NULL;
6769 }
6770
6771 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6772         __isl_take isl_map *map2)
6773 {
6774         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6775 }
6776
6777 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6778         __isl_take isl_map *map2)
6779 {
6780         isl_space *dim_result;
6781         struct isl_map *result;
6782         int i, j;
6783
6784         if (!map1 || !map2)
6785                 goto error;
6786
6787         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6788                                   isl_space_copy(map2->dim));
6789
6790         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6791         if (!result)
6792                 goto error;
6793         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6794                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6795                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6796                             isl_basic_map_apply_range(
6797                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6798                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6799                         if (!result)
6800                                 goto error;
6801                 }
6802         isl_map_free(map1);
6803         isl_map_free(map2);
6804         if (result && result->n <= 1)
6805                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6806         return result;
6807 error:
6808         isl_map_free(map1);
6809         isl_map_free(map2);
6810         return NULL;
6811 }
6812
6813 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6814         __isl_take isl_map *map2)
6815 {
6816         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6817 }
6818
6819 /*
6820  * returns range - domain
6821  */
6822 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6823 {
6824         isl_space *dims, *target_dim;
6825         struct isl_basic_set *bset;
6826         unsigned dim;
6827         unsigned nparam;
6828         int i;
6829
6830         if (!bmap)
6831                 goto error;
6832         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6833                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6834                    goto error);
6835         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6836         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6837         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6838         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6839         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6840         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6841         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6842         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6843         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6844         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6845                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6846                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6847                 if (j < 0) {
6848                         bset = isl_basic_set_free(bset);
6849                         break;
6850                 }
6851                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6852                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6853                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6854                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6855         }
6856         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6857         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6858         return bset;
6859 error:
6860         isl_basic_map_free(bmap);
6861         return NULL;
6862 }
6863
6864 /*
6865  * returns range - domain
6866  */
6867 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6868 {
6869         int i;
6870         isl_space *dim;
6871         struct isl_set *result;
6872
6873         if (!map)
6874                 return NULL;
6875
6876         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6877                                                  map->dim, isl_dim_out),
6878                    goto error);
6879         dim = isl_map_get_space(map);
6880         dim = isl_space_domain(dim);
6881         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6882         if (!result)
6883                 goto error;
6884         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6885                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6886                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6887         isl_map_free(map);
6888         return result;
6889 error:
6890         isl_map_free(map);
6891         return NULL;
6892 }
6893
6894 /*
6895  * returns [domain -> range] -> range - domain
6896  */
6897 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6898         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6899 {
6900         int i, k;
6901         isl_space *dim;
6902         isl_basic_map *domain;
6903         int nparam, n;
6904         unsigned total;
6905
6906         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6907                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6908                         "domain and range don't match", goto error);
6909
6910         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6911         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6912
6913         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6914         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6915
6916         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6917         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6918         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6919
6920         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6921
6922         for (i = 0; i < n; ++i) {
6923                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6924                 if (k < 0)
6925                         goto error;
6926                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6927                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6928                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6929                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6930         }
6931
6932         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6933         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6934 error:
6935         isl_basic_map_free(bmap);
6936         return NULL;
6937 }
6938
6939 /*
6940  * returns [domain -> range] -> range - domain
6941  */
6942 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6943 {
6944         int i;
6945         isl_space *domain_dim;
6946
6947         if (!map)
6948                 return NULL;
6949
6950         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6951                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6952                         "domain and range don't match", goto error);
6953
6954         map = isl_map_cow(map);
6955         if (!map)
6956                 return NULL;
6957
6958         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6959         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6960         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6961         if (!map->dim)
6962                 goto error;
6963         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6964                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6965                 if (!map->p[i])
6966                         goto error;
6967         }
6968         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6969         return map;
6970 error:
6971         isl_map_free(map);
6972         return NULL;
6973 }
6974
6975 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6976 {
6977         struct isl_basic_map *bmap;
6978         unsigned nparam;
6979         unsigned dim;
6980         int i;
6981
6982         if (!dims)
6983                 return NULL;
6984
6985         nparam = dims->nparam;
6986         dim = dims->n_out;
6987         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6988         if (!bmap)
6989                 goto error;
6990
6991         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6992                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6993                 if (j < 0)
6994                         goto error;
6995                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6996                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6997                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6998         }
6999         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7000 error:
7001         isl_basic_map_free(bmap);
7002         return NULL;
7003 }
7004
7005 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7006 {
7007         if (!dim)
7008                 return NULL;
7009         if (dim->n_in != dim->n_out)
7010                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7011                         "number of input and output dimensions needs to be "
7012                         "the same", goto error);
7013         return basic_map_identity(dim);
7014 error:
7015         isl_space_free(dim);
7016         return NULL;
7017 }
7018
7019 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7020 {
7021         if (!model || !model->dim)
7022                 return NULL;
7023         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7024 }
7025
7026 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7027 {
7028         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7029 }
7030
7031 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7032 {
7033         if (!model || !model->dim)
7034                 return NULL;
7035         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7036 }
7037
7038 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7039 {
7040         if (!model || !model->dim)
7041                 return NULL;
7042         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7043 }
7044
7045 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7046 {
7047         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7048         isl_map *id;
7049         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7050         return isl_map_intersect_range(id, set);
7051 }
7052
7053 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7054  * values.
7055  */
7056 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7057         __isl_take isl_space *space)
7058 {
7059         int i;
7060         unsigned nparam;
7061         unsigned dim;
7062         struct isl_basic_set *bset;
7063
7064         if (!space)
7065                 return NULL;
7066         nparam = space->nparam;
7067         dim = space->n_out;
7068         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7069         if (!bset)
7070                 return NULL;
7071         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7072                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7073                 if (k < 0)
7074                         goto error;
7075                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7076                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7077         }
7078         return bset;
7079 error:
7080         isl_basic_set_free(bset);
7081         return NULL;
7082 }
7083
7084 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7085  */
7086 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7087         int pos)
7088 {
7089         int k;
7090         isl_basic_set *nonneg;
7091
7092         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7093         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7094         if (k < 0)
7095                 goto error;
7096         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7097         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7098
7099         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7100 error:
7101         isl_basic_set_free(nonneg);
7102         return NULL;
7103 }
7104
7105 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7106  */
7107 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7108 {
7109         int k;
7110         isl_basic_set *neg;
7111
7112         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7113         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7114         if (k < 0)
7115                 goto error;
7116         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7117         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7118         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7119
7120         return isl_basic_set_finalize(neg);
7121 error:
7122         isl_basic_set_free(neg);
7123         return NULL;
7124 }
7125
7126 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7127         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7128 {
7129         int i;
7130         isl_basic_set *nonneg;
7131         isl_basic_set *neg;
7132
7133         if (!set)
7134                 return NULL;
7135         if (n == 0)
7136                 return set;
7137
7138         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7139
7140         for (i = 0; i < n; ++i) {
7141                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7142                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7143                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7144                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7145
7146                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7147         }
7148
7149         return set;
7150 error:
7151         isl_set_free(set);
7152         return NULL;
7153 }
7154
7155 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7156         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7157         void *user)
7158 {
7159         isl_set *half;
7160
7161         if (!set)
7162                 return -1;
7163         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7164                 isl_set_free(set);
7165                 return 0;
7166         }
7167         if (first == len)
7168                 return fn(set, signs, user);
7169
7170         signs[first] = 1;
7171         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7172                                                         1 + first));
7173         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7174         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7175                 goto error;
7176
7177         signs[first] = -1;
7178         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7179                                                         1 + first));
7180         half = isl_set_intersect(half, set);
7181         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7182 error:
7183         isl_set_free(set);
7184         return -1;
7185 }
7186
7187 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7188  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7189  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7190  * to the sign of the corresponding variable.
7191  */
7192 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7193         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7194         void *user)
7195 {
7196         unsigned nparam;
7197         unsigned nvar;
7198         int *signs;
7199         int r;
7200
7201         if (!set)
7202                 return -1;
7203         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7204                 return 0;
7205
7206         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7207         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7208
7209         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7210
7211         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7212                             fn, user);
7213
7214         free(signs);
7215
7216         return r;
7217 }
7218
7219 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7220 {
7221         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7222 }
7223
7224 int isl_basic_map_is_subset(
7225                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7226 {
7227         int is_subset;
7228         struct isl_map *map1;
7229         struct isl_map *map2;
7230
7231         if (!bmap1 || !bmap2)
7232                 return -1;
7233
7234         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7235         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7236
7237         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7238
7239         isl_map_free(map1);
7240         isl_map_free(map2);
7241
7242         return is_subset;
7243 }
7244
7245 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7246         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7247 {
7248         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7249 }
7250
7251 int isl_basic_map_is_equal(
7252                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7253 {
7254         int is_subset;
7255
7256         if (!bmap1 || !bmap2)
7257                 return -1;
7258         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7259         if (is_subset != 1)
7260                 return is_subset;
7261         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7262         return is_subset;
7263 }
7264
7265 int isl_basic_set_is_equal(
7266                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7267 {
7268         return isl_basic_map_is_equal(
7269                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7270 }
7271
7272 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7273 {
7274         int i;
7275         int is_empty;
7276
7277         if (!map)
7278                 return -1;
7279         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7280                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7281                 if (is_empty < 0)
7282                         return -1;
7283                 if (!is_empty)
7284                         return 0;
7285         }
7286         return 1;
7287 }
7288
7289 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7290 {
7291         return map ? map->n == 0 : -1;
7292 }
7293
7294 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7295 {
7296         return isl_map_plain_is_empty(map);
7297 }
7298
7299 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7300 {
7301         return set ? set->n == 0 : -1;
7302 }
7303
7304 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7305 {
7306         return isl_set_plain_is_empty(set);
7307 }
7308
7309 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7310 {
7311         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7312 }
7313
7314 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7315 {
7316         if (!map1 || !map2)
7317                 return -1;
7318
7319         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7320 }
7321
7322 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7323 {
7324         if (!set1 || !set2)
7325                 return -1;
7326
7327         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7328 }
7329
7330 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7331 {
7332         int is_subset;
7333
7334         if (!map1 || !map2)
7335                 return -1;
7336         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7337         if (is_subset != 1)
7338                 return is_subset;
7339         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7340         return is_subset;
7341 }
7342
7343 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7344 {
7345         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7346 }
7347
7348 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7349                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7350 {
7351         int is_subset;
7352
7353         if (!bmap1 || !bmap2)
7354                 return -1;
7355         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7356         if (is_subset != 1)
7357                 return is_subset;
7358         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7359         if (is_subset == -1)
7360                 return is_subset;
7361         return !is_subset;
7362 }
7363
7364 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7365 {
7366         int is_subset;
7367
7368         if (!map1 || !map2)
7369                 return -1;
7370         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7371         if (is_subset != 1)
7372                 return is_subset;
7373         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7374         if (is_subset == -1)
7375                 return is_subset;
7376         return !is_subset;
7377 }
7378
7379 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7380 {
7381         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7382 }
7383
7384 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7385 {
7386         if (!bmap)
7387                 return -1;
7388         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7389 }
7390
7391 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7392 {
7393         if (!bset)
7394                 return -1;
7395         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7396 }
7397
7398 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7399 {
7400         int i;
7401
7402         if (!map)
7403                 return -1;
7404
7405         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7406                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7407                 if (r < 0 || r)
7408                         return r;
7409         }
7410
7411         return 0;
7412 }
7413
7414 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7415 {
7416         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7417 }
7418
7419 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7420 {
7421         return isl_set_plain_is_universe(set);
7422 }
7423
7424 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7425 {
7426         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7427         struct isl_vec *sample = NULL;
7428         int empty;
7429         unsigned total;
7430
7431         if (!bmap)
7432                 return -1;
7433
7434         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7435                 return 1;
7436
7437         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7438                 return 0;
7439
7440         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7441                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7442                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7443                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7444                 isl_basic_map_free(copy);
7445                 return empty;
7446         }
7447
7448         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7449         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7450                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7451                 if (contains < 0)
7452                         return -1;
7453                 if (contains)
7454                         return 0;
7455         }
7456         isl_vec_free(bmap->sample);
7457         bmap->sample = NULL;
7458         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7459         if (!bset)
7460                 return -1;
7461         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7462         if (!sample)
7463                 return -1;
7464         empty = sample->size == 0;
7465         isl_vec_free(bmap->sample);
7466         bmap->sample = sample;
7467         if (empty)
7468                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7469
7470         return empty;
7471 }
7472
7473 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7474 {
7475         if (!bmap)
7476                 return -1;
7477         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7478 }
7479
7480 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7481 {
7482         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7483 }
7484
7485 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7486 {
7487         if (!bset)
7488                 return -1;
7489         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7490 }
7491
7492 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7493 {
7494         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7495 }
7496
7497 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7498 {
7499         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7500 }
7501
7502 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7503         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7504 {
7505         struct isl_map *map;
7506         if (!bmap1 || !bmap2)
7507                 goto error;
7508
7509         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7510
7511         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7512         if (!map)
7513                 goto error;
7514         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7515         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7516         return map;
7517 error:
7518         isl_basic_map_free(bmap1);
7519         isl_basic_map_free(bmap2);
7520         return NULL;
7521 }
7522
7523 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7524                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7525 {
7526         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7527                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7528                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7529 }
7530
7531 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7532 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7533 {
7534         int i;
7535         unsigned off;
7536
7537         if (!bmap)
7538                 return NULL;
7539
7540         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7541
7542         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7543                 int pos;
7544                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7545                         continue;
7546                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7547                                                             bmap->n_div-i);
7548                 if (pos == -1)
7549                         continue;
7550                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7551                 --i;
7552         }
7553         return bmap;
7554 }
7555
7556 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7557 {
7558         return (struct isl_basic_set *)
7559                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7560 }
7561
7562 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7563 {
7564         int i;
7565
7566         if (!map)
7567                 return 0;
7568
7569         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7570                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7571                 if (!map->p[i])
7572                         goto error;
7573         }
7574
7575         return map;
7576 error:
7577         isl_map_free(map);
7578         return NULL;
7579 }
7580
7581 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7582  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7583  * list of divs is given by "div".
7584  */
7585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7586         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7587 {
7588         int i, j;
7589         int n_div;
7590
7591         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7592         if (!bset || !div)
7593                 goto error;
7594
7595         if (div->n_row < bset->n_div)
7596                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7597                         "not an expansion", goto error);
7598
7599         n_div = bset->n_div;
7600         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7601                                             div->n_row - n_div, 0,
7602                                             2 * (div->n_row - n_div));
7603
7604         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7605                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7606                         goto error;
7607
7608         j = n_div - 1;
7609         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7610                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7611                         if (i != j)
7612                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7613                         j--;
7614                 } else {
7615                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7616                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7617                                 goto error;
7618                 }
7619         }
7620
7621         isl_mat_free(div);
7622         return bset;
7623 error:
7624         isl_basic_set_free(bset);
7625         isl_mat_free(div);
7626         return NULL;
7627 }
7628
7629 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7630  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7631  * 
7632  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7633  * of the corresponding div in dst otherwise.
7634  */
7635 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7636                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7637 {
7638         int i;
7639
7640         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7641
7642         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7643         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7644                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7645                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7646                                                 dst->n_div - div) == -1)
7647                         return i;
7648         return -1;
7649 }
7650
7651 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7652                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7653 {
7654         int i;
7655         unsigned total;
7656
7657         if (!dst || !src)
7658                 goto error;
7659
7660         if (src->n_div == 0)
7661                 return dst;
7662
7663         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7664                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7665
7666         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7667         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7668         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7669                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7670         if (!dst)
7671                 return NULL;
7672         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7673         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7674                 int j = find_div(dst, src, i);
7675                 if (j < 0) {
7676                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7677                         if (j < 0)
7678                                 goto error;
7679                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7680                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7681                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7682                                 goto error;
7683                 }
7684                 if (j != i)
7685                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7686         }
7687         return dst;
7688 error:
7689         isl_basic_map_free(dst);
7690         return NULL;
7691 }
7692
7693 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7694                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7695 {
7696         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7697                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7698 }
7699
7700 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7701 {
7702         int i;
7703
7704         if (!map)
7705                 return NULL;
7706         if (map->n == 0)
7707                 return map;
7708         map = isl_map_compute_divs(map);
7709         map = isl_map_cow(map);
7710         if (!map)
7711                 return NULL;
7712
7713         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7714                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7715         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7716                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7717
7718         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7719         return map;
7720 }
7721
7722 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7723 {
7724         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7725 }
7726
7727 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7728         __isl_take isl_map *map)
7729 {
7730         if (!set || !map)
7731                 goto error;
7732         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7733         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7734         set = isl_map_range(map);
7735         return set;
7736 error:
7737         isl_set_free(set);
7738         isl_map_free(map);
7739         return NULL;
7740 }
7741
7742 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7743         __isl_take isl_map *map)
7744 {
7745         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7746 }
7747
7748 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7749  * the meaning of the set.
7750  */
7751 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7752 {
7753         int i;
7754
7755         if (!map)
7756                 return NULL;
7757
7758         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7759                 remove_if_empty(map, i);
7760
7761         return map;
7762 }
7763
7764 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7765 {
7766         return (struct isl_set *)
7767                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7768 }
7769
7770 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7771 {
7772         struct isl_basic_map *bmap;
7773         if (!map || map->n == 0)
7774                 return NULL;
7775         bmap = map->p[map->n-1];
7776         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7777         return isl_basic_map_copy(bmap);
7778 }
7779
7780 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7781 {
7782         return (struct isl_basic_set *)
7783                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7784 }
7785
7786 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7787                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7788 {
7789         int i;
7790
7791         if (!map || !bmap)
7792                 goto error;
7793         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7794                 if (map->p[i] != bmap)
7795                         continue;
7796                 map = isl_map_cow(map);
7797                 if (!map)
7798                         goto error;
7799                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7800                 if (i != map->n-1) {
7801                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7802                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7803                 }
7804                 map->n--;
7805                 return map;
7806         }
7807         return map;
7808 error:
7809         isl_map_free(map);
7810         return NULL;
7811 }
7812
7813 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7814                                                 struct isl_basic_set *bset)
7815 {
7816         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7817                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7818 }
7819
7820 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7821  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7822  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7823  */
7824 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7825         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7826         int pos, isl_int *opt)
7827 {
7828         isl_space *dims;
7829         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7830         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7831         struct isl_ctx *ctx;
7832         struct isl_vec *obj;
7833         unsigned total;
7834         unsigned nparam;
7835         unsigned dim1, dim2;
7836         enum isl_lp_result res;
7837
7838         if (!bset1 || !bset2)
7839                 return isl_lp_error;
7840
7841         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7842         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7843         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7844         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7845         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7846         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7847         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7848         if (!bmap1 || !bmap2)
7849                 goto error;
7850         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7851         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7852                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7853                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7854         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7855         if (!bmap1)
7856                 goto error;
7857         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7858         ctx = bmap1->ctx;
7859         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7860         if (!obj)
7861                 goto error2;
7862         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7863         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7864         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7865         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7866                                         opt, NULL, NULL);
7867         isl_basic_map_free(bmap1);
7868         isl_vec_free(obj);
7869         return res;
7870 error:
7871         isl_basic_map_free(bmap2);
7872 error2:
7873         isl_basic_map_free(bmap1);
7874         return isl_lp_error;
7875 }
7876
7877 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7878  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7879  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7880  * smaller or larger than those in bset2.
7881  *
7882  * Returns
7883  *       1 if bset1 follows bset2
7884  *      -1 if bset1 precedes bset2
7885  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7886  *      -2 if some error occurred.
7887  */
7888 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7889         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7890 {
7891         isl_int opt;
7892         enum isl_lp_result res;
7893         int cmp;
7894
7895         isl_int_init(opt);
7896
7897         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7898
7899         if (res == isl_lp_empty)
7900                 cmp = 0;
7901         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7902                   res == isl_lp_unbounded)
7903                 cmp = 1;
7904         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7905                 cmp = -1;
7906         else
7907                 cmp = -2;
7908
7909         isl_int_clear(opt);
7910         return cmp;
7911 }
7912
7913 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7914  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7915  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7916  * than a value of the same dimension in bset2.
7917  *
7918  * Return
7919  *       1 if there exists such a pair
7920  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7921  *      -1 otherwise
7922  *      -2 if some error occurred.
7923  */
7924 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7925         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7926 {
7927         isl_int opt;
7928         enum isl_lp_result res;
7929         int cmp;
7930
7931         isl_int_init(opt);
7932
7933         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7934
7935         if (res == isl_lp_empty)
7936                 cmp = -1;
7937         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7938                   res == isl_lp_unbounded)
7939                 cmp = 1;
7940         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7941                 cmp = -1;
7942         else if (res == isl_lp_ok)
7943                 cmp = 0;
7944         else
7945                 cmp = -2;
7946
7947         isl_int_clear(opt);
7948         return cmp;
7949 }
7950
7951 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7952  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7953  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7954  * than a value of the same dimension in set2.
7955  *
7956  * Return
7957  *       1 if there exists such a pair
7958  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7959  *      -1 otherwise
7960  *      -2 if some error occurred.
7961  */
7962 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7963         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7964 {
7965         int i, j;
7966         int follows = -1;
7967
7968         if (!set1 || !set2)
7969                 return -2;
7970
7971         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7972                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7973                         int f;
7974                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7975                         if (f == 1 || f == -2)
7976                                 return f;
7977                         if (f > follows)
7978                                 follows = f;
7979                 }
7980
7981         return follows;
7982 }
7983
7984 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7985         unsigned pos, isl_int *val)
7986 {
7987         int i;
7988         int d;
7989         unsigned total;
7990
7991         if (!bmap)
7992                 return -1;
7993         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7994         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7995                 for (; d+1 > pos; --d)
7996                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7997                                 break;
7998                 if (d != pos)
7999                         continue;
8000                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8001                         return 0;
8002                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8003                         return 0;
8004                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8005                         return 0;
8006                 if (val)
8007                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8008                 return 1;
8009         }
8010         return 0;
8011 }
8012
8013 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8014         unsigned pos, isl_int *val)
8015 {
8016         int i;
8017         isl_int v;
8018         isl_int tmp;
8019         int fixed;
8020
8021         if (!map)
8022                 return -1;
8023         if (map->n == 0)
8024                 return 0;
8025         if (map->n == 1)
8026                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8027         isl_int_init(v);
8028         isl_int_init(tmp);
8029         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8030         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8031                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8032                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8033                         fixed = 0;
8034         }
8035         if (val)
8036                 isl_int_set(*val, v);
8037         isl_int_clear(tmp);
8038         isl_int_clear(v);
8039         return fixed;
8040 }
8041
8042 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8043         unsigned pos, isl_int *val)
8044 {
8045         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8046                                                 pos, val);
8047 }
8048
8049 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8050         isl_int *val)
8051 {
8052         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8053 }
8054
8055 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8056         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8057 {
8058         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8059                 return -1;
8060         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8061                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8062 }
8063
8064 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8065         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8066 {
8067         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8068                 return -1;
8069         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8070                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8071 }
8072
8073 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8074         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8075 {
8076         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8077 }
8078
8079 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8080         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8081 {
8082         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8083 }
8084
8085 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8086  * then return this fixed value in *val.
8087  */
8088 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8089         unsigned dim, isl_int *val)
8090 {
8091         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8092                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8093 }
8094
8095 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8096  * then return this fixed value in *val.
8097  */
8098 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8099         unsigned dim, isl_int *val)
8100 {
8101         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8102 }
8103
8104 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8105         unsigned dim, isl_int *val)
8106 {
8107         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8108 }
8109
8110 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8111  * then return this fixed value in *val.
8112  */
8113 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8114         unsigned in, isl_int *val)
8115 {
8116         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8117 }
8118
8119 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8120  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8121  */
8122 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8123         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8124 {
8125         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8126         isl_int *c;
8127         unsigned total;
8128         unsigned nparam;
8129
8130         if (!bset)
8131                 return -1;
8132         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8133         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8134         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8135                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8136                         continue;
8137                 if (i_eq != -1)
8138                         return 0;
8139                 i_eq = i;
8140         }
8141         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8142                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8143                         continue;
8144                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8145                         return 0;
8146                 i_ineq = i;
8147         }
8148         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8149                 return 0;
8150         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8151         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8152         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8153                 return 0;
8154         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8155                 return 0;
8156         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8157                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8158                 return 0;
8159         if (val)
8160                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8161         return 1;
8162 }
8163
8164 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8165         unsigned dim, isl_int *val)
8166 {
8167         int i;
8168         isl_int v;
8169         isl_int tmp;
8170         int fixed;
8171
8172         if (!set)
8173                 return -1;
8174         if (set->n == 0)
8175                 return 0;
8176         if (set->n == 1)
8177                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8178                                                                 dim, val);
8179         isl_int_init(v);
8180         isl_int_init(tmp);
8181         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8182                                                                 dim, &v);
8183         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8184                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8185                                                                 dim, &tmp);
8186                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8187                         fixed = 0;
8188         }
8189         if (val)
8190                 isl_int_set(*val, v);
8191         isl_int_clear(tmp);
8192         isl_int_clear(v);
8193         return fixed;
8194 }
8195
8196 struct constraint {
8197         unsigned        size;
8198         isl_int         *c;
8199 };
8200
8201 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8202  * variables sorting first.
8203  */
8204 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8205 {
8206         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8207         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8208         int l1, l2;
8209         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8210
8211         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8212         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8213
8214         if (l1 != l2)
8215                 return l1 - l2;
8216
8217         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8218 }
8219
8220 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8221         struct isl_basic_map *bmap)
8222 {
8223         int i;
8224         struct constraint *c;
8225         unsigned total;
8226
8227         if (!bmap)
8228                 return NULL;
8229         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8230         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8231         if (!c)
8232                 goto error;
8233         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8234                 c[i].size = total;
8235                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8236         }
8237         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8238         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8239                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8240         free(c);
8241         return bmap;
8242 error:
8243         isl_basic_map_free(bmap);
8244         return NULL;
8245 }
8246
8247 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8248         __isl_take isl_basic_set *bset)
8249 {
8250         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8251                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8252 }
8253
8254 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8255 {
8256         if (!bmap)
8257                 return NULL;
8258         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8259                 return bmap;
8260         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8261         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8262         if (bmap)
8263                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8264         return bmap;
8265 }
8266
8267 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8268 {
8269         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8270                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8271 }
8272
8273 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8274         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8275 {
8276         int i, cmp;
8277         unsigned total;
8278
8279         if (bmap1 == bmap2)
8280                 return 0;
8281         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8282             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8283                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8284         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8285                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8286         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8287                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8288         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8289                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8290         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8291             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8292                 return 0;
8293         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8294                 return 1;
8295         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8296                 return -1;
8297         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8298                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8299         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8300                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8301         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8302                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8303         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8304         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8305                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8306                 if (cmp)
8307                         return cmp;
8308         }
8309         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8310                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8311                 if (cmp)
8312                         return cmp;
8313         }
8314         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8315                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8316                 if (cmp)
8317                         return cmp;
8318         }
8319         return 0;
8320 }
8321
8322 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8323         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8324 {
8325         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8326 }
8327
8328 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8329 {
8330         int i, cmp;
8331
8332         if (set1 == set2)
8333                 return 0;
8334         if (set1->n != set2->n)
8335                 return set1->n - set2->n;
8336
8337         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8338                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8339                 if (cmp)
8340                         return cmp;
8341         }
8342
8343         return 0;
8344 }
8345
8346 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8347         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8348 {
8349         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8350 }
8351
8352 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8353         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8354 {
8355         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8356                                             (isl_basic_map *)bset2);
8357 }
8358
8359 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8360 {
8361         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8362         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8363
8364         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8365 }
8366
8367 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8368  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8369  * meaning of any possible other copies of map.
8370  */
8371 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8372 {
8373         int i, j;
8374         struct isl_basic_map *bmap;
8375
8376         if (!map)
8377                 return NULL;
8378         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8379                 return map;
8380         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8381                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8382                 if (!bmap)
8383                         goto error;
8384                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8385                 map->p[i] = bmap;
8386         }
8387         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8388         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8389         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8390         if (!map)
8391                 return NULL;
8392         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8393                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8394                         continue;
8395                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8396                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8397                         map->p[j-1] = map->p[j];
8398                 map->n--;
8399         }
8400         return map;
8401 error:
8402         isl_map_free(map);
8403         return NULL;
8404
8405 }
8406
8407 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8408 {
8409         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8410 }
8411
8412 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8413 {
8414         int i;
8415         int equal;
8416
8417         if (!map1 || !map2)
8418                 return -1;
8419
8420         if (map1 == map2)
8421                 return 1;
8422         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8423                 return 0;
8424
8425         map1 = isl_map_copy(map1);
8426         map2 = isl_map_copy(map2);
8427         map1 = isl_map_normalize(map1);
8428         map2 = isl_map_normalize(map2);
8429         if (!map1 || !map2)
8430                 goto error;
8431         equal = map1->n == map2->n;
8432         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8433                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8434                 if (equal < 0)
8435                         goto error;
8436         }
8437         isl_map_free(map1);
8438         isl_map_free(map2);
8439         return equal;
8440 error:
8441         isl_map_free(map1);
8442         isl_map_free(map2);
8443         return -1;
8444 }
8445
8446 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8447 {
8448         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8449 }
8450
8451 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8452 {
8453         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8454                                                 (struct isl_map *)set2);
8455 }
8456
8457 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8458 {
8459         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8460 }
8461
8462 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8463  */
8464 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8465         isl_int min, isl_int max)
8466 {
8467         int k;
8468         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8469
8470         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8471         if (!bset)
8472                 goto error;
8473
8474         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8475         if (k < 0)
8476                 goto error;
8477         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8478         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8479
8480         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8481         if (k < 0)
8482                 goto error;
8483         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8484         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8485
8486         return bset;
8487 error:
8488         isl_basic_set_free(bset);
8489         return NULL;
8490 }
8491
8492 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8493  */
8494 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8495         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8496 {
8497         int i;
8498         unsigned dim;
8499         unsigned nparam;
8500         unsigned extra;
8501         unsigned n_eq;
8502         unsigned n_ineq;
8503         struct isl_basic_set *product = NULL;
8504
8505         if (!list)
8506                 goto error;
8507         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8508         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8509         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8510         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8511         extra = list->p[0]->n_div;
8512         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8513         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8514         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8515                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8516                 isl_assert(list->ctx,
8517                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8518                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8519                 extra += list->p[i]->n_div;
8520                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8521                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8522         }
8523         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8524                                         n_eq, n_ineq);
8525         if (!product)
8526                 goto error;
8527         dim = 0;
8528         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8529                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8530                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8531                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8532         }
8533         isl_basic_set_list_free(list);
8534         return product;
8535 error:
8536         isl_basic_set_free(product);
8537         isl_basic_set_list_free(list);
8538         return NULL;
8539 }
8540
8541 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8542                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8543 {
8544         isl_space *dim_result = NULL;
8545         struct isl_basic_map *bmap;
8546         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8547         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8548
8549         if (!bmap1 || !bmap2)
8550                 goto error;
8551
8552         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8553                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8554         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8555                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8556
8557         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8558         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8559         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8560         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8561         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8562
8563         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8564         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8565         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8566         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8567         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8568         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8569         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8570         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8571         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8572         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8573         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8574
8575         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8576                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8577                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8578                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8579         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8580         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8581         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8582         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8583 error:
8584         isl_basic_map_free(bmap1);
8585         isl_basic_map_free(bmap2);
8586         return NULL;
8587 }
8588
8589 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8590         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8591 {
8592         isl_basic_map *prod;
8593
8594         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8595         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8596         return prod;
8597 }
8598
8599 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8600         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8601 {
8602         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8603 }
8604
8605 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8606         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8607 {
8608         isl_space *space_result = NULL;
8609         isl_basic_map *bmap;
8610         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8611         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8612
8613         if (!bmap1 || !bmap2)
8614                 goto error;
8615
8616         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8617                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8618
8619         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8620         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8621         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8622         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8623
8624         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8625         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8626         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8627         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8628         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8629         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8630         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8631         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8632         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8633         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8634         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8635
8636         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8637                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8638                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8639                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8640         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8641         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8642         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8643         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8644 error:
8645         isl_basic_map_free(bmap1);
8646         isl_basic_map_free(bmap2);
8647         return NULL;
8648 }
8649
8650 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8651         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8652 {
8653         isl_space *dim_result = NULL;
8654         isl_basic_map *bmap;
8655         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8656         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8657
8658         if (!bmap1 || !bmap2)
8659                 goto error;
8660
8661         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8662                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8663                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8664                         "parameters don't match", goto error);
8665
8666         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8667                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8668
8669         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8670         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8671         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8672         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8673
8674         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8675         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8676         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8677         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8678         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8679         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8680         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8681         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8682         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8683         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8684         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8685
8686         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8687                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8688                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8689                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8690         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8691         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8692         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8693         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8694 error:
8695         isl_basic_map_free(bmap1);
8696         isl_basic_map_free(bmap2);
8697         return NULL;
8698 }
8699
8700 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8701         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8702 {
8703         isl_basic_map *prod;
8704
8705         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8706         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8707         return prod;
8708 }
8709
8710 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8711         __isl_take isl_map *map2,
8712         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8713                                            __isl_take isl_space *right),
8714         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8715                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8716 {
8717         unsigned flags = 0;
8718         struct isl_map *result;
8719         int i, j;
8720
8721         if (!map1 || !map2)
8722                 goto error;
8723
8724         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8725                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8726
8727         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8728             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8729                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8730
8731         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8732                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8733                                 map1->n * map2->n, flags);
8734         if (!result)
8735                 goto error;
8736         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8737                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8738                         struct isl_basic_map *part;
8739                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8740                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8741                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8742                                 isl_basic_map_free(part);
8743                         else
8744                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8745                         if (!result)
8746                                 goto error;
8747                 }
8748         isl_map_free(map1);
8749         isl_map_free(map2);
8750         return result;
8751 error:
8752         isl_map_free(map1);
8753         isl_map_free(map2);
8754         return NULL;
8755 }
8756
8757 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8758  */
8759 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8760         __isl_take isl_map *map2)
8761 {
8762         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8763 }
8764
8765 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8766         __isl_take isl_map *map2)
8767 {
8768         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8769 }
8770
8771 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8772  */
8773 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8774         __isl_take isl_map *map2)
8775 {
8776         isl_map *prod;
8777
8778         prod = isl_map_product(map1, map2);
8779         prod = isl_map_flatten(prod);
8780         return prod;
8781 }
8782
8783 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8784  */
8785 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8786 {
8787         return isl_map_range_product(set1, set2);
8788 }
8789
8790 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8791         __isl_take isl_set *set2)
8792 {
8793         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8794 }
8795
8796 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8797  */
8798 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8799         __isl_take isl_map *map2)
8800 {
8801         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8802                                 &isl_basic_map_domain_product);
8803 }
8804
8805 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8806  */
8807 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8808         __isl_take isl_map *map2)
8809 {
8810         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8811                                 &isl_basic_map_range_product);
8812 }
8813
8814 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8815         __isl_take isl_map *map2)
8816 {
8817         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8818                                                 &map_domain_product_aligned);
8819 }
8820
8821 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8822         __isl_take isl_map *map2)
8823 {
8824         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8825                                                 &map_range_product_aligned);
8826 }
8827
8828 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8829  */
8830 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8831         __isl_take isl_map *map2)
8832 {
8833         isl_map *prod;
8834
8835         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8836         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8837         return prod;
8838 }
8839
8840 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8841  */
8842 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8843         __isl_take isl_map *map2)
8844 {
8845         isl_map *prod;
8846
8847         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8848         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8849         return prod;
8850 }
8851
8852 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8853 {
8854         int i;
8855         uint32_t hash = isl_hash_init();
8856         unsigned total;
8857
8858         if (!bmap)
8859                 return 0;
8860         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8861         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8862         if (!bmap)
8863                 return 0;
8864         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8865         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8866         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8867                 uint32_t c_hash;
8868                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8869                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8870         }
8871         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8872         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8873                 uint32_t c_hash;
8874                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8875                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8876         }
8877         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8878         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8879                 uint32_t c_hash;
8880                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8881                         continue;
8882                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8883                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8884                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8885         }
8886         isl_basic_map_free(bmap);
8887         return hash;
8888 }
8889
8890 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8891 {
8892         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8893 }
8894
8895 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8896 {
8897         int i;
8898         uint32_t hash;
8899
8900         if (!map)
8901                 return 0;
8902         map = isl_map_copy(map);
8903         map = isl_map_normalize(map);
8904         if (!map)
8905                 return 0;
8906
8907         hash = isl_hash_init();
8908         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8909                 uint32_t bmap_hash;
8910                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8911                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8912         }
8913                 
8914         isl_map_free(map);
8915
8916         return hash;
8917 }
8918
8919 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8920 {
8921         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8922 }
8923
8924 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8925  * by the values of the other parameters and variables.
8926  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8927  */
8928 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8929 {
8930         int i;
8931         unsigned nparam;
8932
8933         if (!bset)
8934                 return -1;
8935         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8936         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8937                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8938                         return 1;
8939         return 0;
8940 }
8941
8942 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8943  * by the values of the other parameters and variables.
8944  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8945  * for each of the subsets.
8946  */
8947 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8948 {
8949         int i;
8950
8951         if (!set)
8952                 return -1;
8953         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8954                 int unique;
8955                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8956                 if (unique != 1)
8957                         return unique;
8958         }
8959         return 1;
8960 }
8961
8962 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8963 {
8964         return set ? set->n : 0;
8965 }
8966
8967 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8968         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8969 {
8970         int i;
8971
8972         if (!map)
8973                 return -1;
8974
8975         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8976                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8977                         return -1;
8978
8979         return 0;
8980 }
8981
8982 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8983         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8984 {
8985         int i;
8986
8987         if (!set)
8988                 return -1;
8989
8990         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8991                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8992                         return -1;
8993
8994         return 0;
8995 }
8996
8997 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8998 {
8999         isl_space *dim;
9000
9001         if (!bset)
9002                 return NULL;
9003
9004         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9005         if (!bset)
9006                 return NULL;
9007
9008         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9009         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9010         if (!dim)
9011                 goto error;
9012         isl_space_free(bset->dim);
9013         bset->dim = dim;
9014         bset->extra -= bset->n_div;
9015         bset->n_div = 0;
9016
9017         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9018
9019         return bset;
9020 error:
9021         isl_basic_set_free(bset);
9022         return NULL;
9023 }
9024
9025 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9026 {
9027         int i;
9028         isl_space *dim;
9029         unsigned n_div;
9030
9031         set = isl_set_align_divs(set);
9032
9033         if (!set)
9034                 return NULL;
9035
9036         set = isl_set_cow(set);
9037         if (!set)
9038                 return NULL;
9039
9040         n_div = set->p[0]->n_div;
9041         dim = isl_set_get_space(set);
9042         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9043         if (!dim)
9044                 goto error;
9045         isl_space_free(set->dim);
9046         set->dim = dim;
9047
9048         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9049                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9050                 if (!set->p[i])
9051                         goto error;
9052         }
9053
9054         return set;
9055 error:
9056         isl_set_free(set);
9057         return NULL;
9058 }
9059
9060 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9061 {
9062         isl_space *dim;
9063         struct isl_basic_map *bmap;
9064         unsigned n_set;
9065         unsigned n_div;
9066         unsigned n_param;
9067         unsigned total;
9068         int i, k, l;
9069
9070         set = isl_set_align_divs(set);
9071
9072         if (!set)
9073                 return NULL;
9074
9075         dim = isl_set_get_space(set);
9076         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9077                 isl_set_free(set);
9078                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9079         }
9080
9081         n_div = set->p[0]->n_div;
9082         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9083         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9084         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9085         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9086         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9087         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9088                 bmap = var_equal(bmap, i);
9089
9090         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9091         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9092                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9093                 if (k < 0)
9094                         goto error;
9095                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9096                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9097                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9098                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9099                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9100                             set->p[0]->div[i][0]);
9101
9102                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9103                 if (l < 0)
9104                         goto error;
9105                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9106                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9107                             set->p[0]->div[i][0]);
9108                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9109         }
9110
9111         isl_set_free(set);
9112         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9113         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9114         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9115 error:
9116         isl_set_free(set);
9117         isl_basic_map_free(bmap);
9118         return NULL;
9119 }
9120
9121 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9122 {
9123         unsigned dim;
9124         int size = 0;
9125
9126         if (!bset)
9127                 return -1;
9128
9129         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9130         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9131         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9132         size += bset->n_div * (2 + dim);
9133
9134         return size;
9135 }
9136
9137 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9138 {
9139         int i;
9140         int size = 0;
9141
9142         if (!set)
9143                 return -1;
9144
9145         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9146                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9147
9148         return size;
9149 }
9150
9151 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9152  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9153  */
9154 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9155         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9156 {
9157         int i;
9158
9159         if (!bmap)
9160                 return -1;
9161
9162         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9163
9164         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9165
9166         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9167                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9168                         continue;
9169                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9170                         return 1;
9171         }
9172
9173         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9174                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9175                         return 1;
9176
9177         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9178                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9179                 if (sgn > 0)
9180                         lower = 1;
9181                 if (sgn < 0)
9182                         upper = 1;
9183         }
9184
9185         return lower && upper;
9186 }
9187
9188 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9189         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9190 {
9191         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9192 }
9193
9194 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9195         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9196 {
9197         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9198 }
9199
9200 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9201         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9202 {
9203         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9204 }
9205
9206 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9207         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9208 {
9209         int i;
9210
9211         if (!map)
9212                 return -1;
9213
9214         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9215                 int bounded;
9216                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9217                 if (bounded < 0 || !bounded)
9218                         return bounded;
9219         }
9220
9221         return 1;
9222 }
9223
9224 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9225  * and a lower bound.
9226  */
9227 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9228         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9229 {
9230         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9231 }
9232
9233 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9234  */
9235 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9236         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9237         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9238                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9239 {
9240         int i;
9241
9242         if (!map)
9243                 return -1;
9244
9245         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9246                 int bounded;
9247                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9248                 if (bounded < 0 || bounded)
9249                         return bounded;
9250         }
9251
9252         return 0;
9253 }
9254
9255 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9256  */
9257 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9258         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9259 {
9260         return has_any_bound(set, type, pos,
9261                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9262 }
9263
9264 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9265  */
9266 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9267         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9268 {
9269         return has_any_bound(set, type, pos,
9270                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9271 }
9272
9273 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9274  */
9275 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9276         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9277         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9278                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9279 {
9280         int i;
9281
9282         if (!map)
9283                 return -1;
9284
9285         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9286                 int bounded;
9287                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9288                 if (bounded < 0 || !bounded)
9289                         return bounded;
9290         }
9291
9292         return 1;
9293 }
9294
9295 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9296  */
9297 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9298         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9299 {
9300         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9301 }
9302
9303 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9304  */
9305 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9306         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9307 {
9308         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9309 }
9310
9311 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9312  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9313  * elements of the array "signs".
9314  * Sign
9315  *      1 means that the variable is non-negative
9316  *      -1 means that the variable is non-positive
9317  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9318  */
9319 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9320         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9321 {
9322         isl_vec *bound = NULL;
9323         struct isl_tab *tab = NULL;
9324         struct isl_tab_undo *snap;
9325         int i;
9326
9327         if (!bset || !signs)
9328                 return -1;
9329
9330         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9331         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9332         if (!bound || !tab)
9333                 goto error;
9334
9335         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9336         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9337
9338         snap = isl_tab_snap(tab);
9339         for (i = 0; i < n; ++i) {
9340                 int empty;
9341
9342                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9343                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9344                         goto error;
9345                 empty = tab->empty;
9346                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9347                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9348                         goto error;
9349
9350                 if (empty) {
9351                         signs[i] = 1;
9352                         continue;
9353                 }
9354
9355                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9356                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9357                         goto error;
9358                 empty = tab->empty;
9359                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9360                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9361                         goto error;
9362
9363                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9364         }
9365
9366         isl_tab_free(tab);
9367         isl_vec_free(bound);
9368         return 0;
9369 error:
9370         isl_tab_free(tab);
9371         isl_vec_free(bound);
9372         return -1;
9373 }
9374
9375 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9376         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9377 {
9378         if (!bset || !signs)
9379                 return -1;
9380         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9381                 return -1);
9382
9383         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9384         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9385 }
9386
9387 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9388  * In particular, for each output dimension, check that there is
9389  * an equality that defines the output dimension in terms of
9390  * earlier dimensions.
9391  */
9392 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9393 {
9394         int i, j;
9395         unsigned total;
9396         unsigned n_out;
9397         unsigned o_out;
9398
9399         if (!bmap)
9400                 return -1;
9401
9402         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9403         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9404         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9405
9406         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9407                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9408                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9409                                 continue;
9410                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9411                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9412                                 break;
9413                 }
9414                 if (j >= bmap->n_eq)
9415                         return 0;
9416         }
9417
9418         return 1;
9419 }
9420
9421 /* Check if the given basic map is single-valued.
9422  * We simply compute
9423  *
9424  *      M \circ M^-1
9425  *
9426  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9427  */
9428 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9429 {
9430         isl_space *space;
9431         isl_basic_map *test;
9432         isl_basic_map *id;
9433         int sv;
9434
9435         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9436         if (sv < 0 || sv)
9437                 return sv;
9438
9439         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9440         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9441
9442         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9443         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9444         id = isl_basic_map_identity(space);
9445
9446         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9447
9448         isl_basic_map_free(test);
9449         isl_basic_map_free(id);
9450
9451         return sv;
9452 }
9453
9454 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9455  */
9456 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9457 {
9458         if (!map)
9459                 return -1;
9460         if (map->n == 0)
9461                 return 1;
9462         if (map->n >= 2)
9463                 return 0;
9464
9465         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9466 }
9467
9468 /* Check if the given map is single-valued.
9469  * We simply compute
9470  *
9471  *      M \circ M^-1
9472  *
9473  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9474  */
9475 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9476 {
9477         isl_space *dim;
9478         isl_map *test;
9479         isl_map *id;
9480         int sv;
9481
9482         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9483         if (sv < 0 || sv)
9484                 return sv;
9485
9486         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9487         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9488
9489         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9490         id = isl_map_identity(dim);
9491
9492         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9493
9494         isl_map_free(test);
9495         isl_map_free(id);
9496
9497         return sv;
9498 }
9499
9500 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9501 {
9502         int in;
9503
9504         map = isl_map_copy(map);
9505         map = isl_map_reverse(map);
9506         in = isl_map_is_single_valued(map);
9507         isl_map_free(map);
9508
9509         return in;
9510 }
9511
9512 /* Check if the given map is obviously injective.
9513  */
9514 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9515 {
9516         int in;
9517
9518         map = isl_map_copy(map);
9519         map = isl_map_reverse(map);
9520         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9521         isl_map_free(map);
9522
9523         return in;
9524 }
9525
9526 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9527 {
9528         int sv;
9529
9530         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9531         if (sv < 0 || !sv)
9532                 return sv;
9533
9534         return isl_map_is_injective(map);
9535 }
9536
9537 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9538 {
9539         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9540 }
9541
9542 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9543 {
9544         int ok;
9545         isl_set *delta;
9546
9547         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9548         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9549         isl_set_free(delta);
9550
9551         return ok;
9552 }
9553
9554 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9555 {
9556         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9557                 return 0;
9558         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9559                 return 0;
9560         return 1;
9561 }
9562
9563 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9564 {
9565         int i, j;
9566         unsigned nvar;
9567         unsigned ovar;
9568
9569         if (!bset)
9570                 return -1;
9571
9572         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9573                 return 0;
9574
9575         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9576         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9577         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9578                 int lower = 0, upper = 0;
9579                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9580                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9581                                 continue;
9582                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9583                                 return 0;
9584                         break;
9585                 }
9586                 if (i < bset->n_eq)
9587                         continue;
9588                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9589                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9590                                 continue;
9591                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9592                                 return 0;
9593                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9594                                 lower = 1;
9595                         else
9596                                 upper = 1;
9597                 }
9598                 if (!lower || !upper)
9599                         return 0;
9600         }
9601
9602         return 1;
9603 }
9604
9605 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9606 {
9607         if (!set)
9608                 return -1;
9609         if (set->n != 1)
9610                 return 0;
9611
9612         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9613 }
9614
9615 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9616 {
9617         if (!bset)
9618                 return -1;
9619         
9620         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9621 }
9622
9623 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9624 {
9625         if (!set)
9626                 return -1;
9627         
9628         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9629 }
9630
9631 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9632 {
9633         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9634         if (!bmap)
9635                 return NULL;
9636
9637         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9638         if (!bmap->dim)
9639                 goto error;
9640
9641         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9642
9643         return (isl_basic_set *)bmap;
9644 error:
9645         isl_basic_map_free(bmap);
9646         return NULL;
9647 }
9648
9649 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9650 {
9651         int i;
9652
9653         map = isl_map_cow(map);
9654         if (!map)
9655                 return NULL;
9656
9657         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9658                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9659                 if (!map->p[i])
9660                         goto error;
9661         }
9662         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9663         if (!map->dim)
9664                 goto error;
9665
9666         return (isl_set *)map;
9667 error:
9668         isl_map_free(map);
9669         return NULL;
9670 }
9671
9672 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9673 {
9674         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9675         if (!bset)
9676                 return NULL;
9677
9678         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9679         if (!bset->dim)
9680                 goto error;
9681
9682         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9683
9684         return (isl_basic_map *)bset;
9685 error:
9686         isl_basic_set_free(bset);
9687         return NULL;
9688 }
9689
9690 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9691 {
9692         int i;
9693
9694         if (!set)
9695                 return NULL;
9696
9697         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9698                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9699                         goto error);
9700
9701         set = isl_set_cow(set);
9702         if (!set)
9703                 return NULL;
9704
9705         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9706                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9707                 if (!set->p[i])
9708                         goto error;
9709         }
9710
9711         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9712         if (!set->dim)
9713                 goto error;
9714
9715         return (isl_map *)set;
9716 error:
9717         isl_set_free(set);
9718         return NULL;
9719 }
9720
9721 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9722         enum isl_dim_type type)
9723 {
9724         if (!bmap)
9725                 return NULL;
9726
9727         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9728                 return bmap;
9729
9730         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9731         if (!bmap)
9732                 return NULL;
9733
9734         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9735         if (!bmap->dim)
9736                 goto error;
9737
9738         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9739
9740         return bmap;
9741 error:
9742         isl_basic_map_free(bmap);
9743         return NULL;
9744 }
9745
9746 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9747         enum isl_dim_type type)
9748 {
9749         int i;
9750
9751         if (!map)
9752                 return NULL;
9753
9754         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9755                 return map;
9756
9757         map = isl_map_cow(map);
9758         if (!map)
9759                 return NULL;
9760
9761         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9762                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9763                 if (!map->p[i])
9764                         goto error;
9765         }
9766         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9767         if (!map->dim)
9768                 goto error;
9769
9770         return map;
9771 error:
9772         isl_map_free(map);
9773         return NULL;
9774 }
9775
9776 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9777 {
9778         if (!bmap)
9779                 return NULL;
9780
9781         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9782                 return bmap;
9783
9784         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9785         if (!bmap)
9786                 return NULL;
9787
9788         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9789         if (!bmap->dim)
9790                 goto error;
9791
9792         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9793
9794         return bmap;
9795 error:
9796         isl_basic_map_free(bmap);
9797         return NULL;
9798 }
9799
9800 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9801 {
9802         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9803 }
9804
9805 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9806         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9807 {
9808         if (!bmap)
9809                 return NULL;
9810
9811         if (!bmap->dim->nested[0])
9812                 return bmap;
9813
9814         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9815         if (!bmap)
9816                 return NULL;
9817
9818         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9819         if (!bmap->dim)
9820                 goto error;
9821
9822         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9823
9824         return bmap;
9825 error:
9826         isl_basic_map_free(bmap);
9827         return NULL;
9828 }
9829
9830 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9831         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9832 {
9833         if (!bmap)
9834                 return NULL;
9835
9836         if (!bmap->dim->nested[1])
9837                 return bmap;
9838
9839         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9840         if (!bmap)
9841                 return NULL;
9842
9843         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9844         if (!bmap->dim)
9845                 goto error;
9846
9847         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9848
9849         return bmap;
9850 error:
9851         isl_basic_map_free(bmap);
9852         return NULL;
9853 }
9854
9855 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9856 {
9857         int i;
9858
9859         if (!map)
9860                 return NULL;
9861
9862         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9863                 return map;
9864
9865         map = isl_map_cow(map);
9866         if (!map)
9867                 return NULL;
9868
9869         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9870                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9871                 if (!map->p[i])
9872                         goto error;
9873         }
9874         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9875         if (!map->dim)
9876                 goto error;
9877
9878         return map;
9879 error:
9880         isl_map_free(map);
9881         return NULL;
9882 }
9883
9884 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9885 {
9886         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9887 }
9888
9889 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9890 {
9891         isl_space *dim, *flat_dim;
9892         isl_map *map;
9893
9894         dim = isl_set_get_space(set);
9895         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9896         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9897         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9898
9899         return map;
9900 }
9901
9902 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9903 {
9904         int i;
9905
9906         if (!map)
9907                 return NULL;
9908
9909         if (!map->dim->nested[0])
9910                 return map;
9911
9912         map = isl_map_cow(map);
9913         if (!map)
9914                 return NULL;
9915
9916         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9917                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9918                 if (!map->p[i])
9919                         goto error;
9920         }
9921         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9922         if (!map->dim)
9923                 goto error;
9924
9925         return map;
9926 error:
9927         isl_map_free(map);
9928         return NULL;
9929 }
9930
9931 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9932 {
9933         int i;
9934
9935         if (!map)
9936                 return NULL;
9937
9938         if (!map->dim->nested[1])
9939                 return map;
9940
9941         map = isl_map_cow(map);
9942         if (!map)
9943                 return NULL;
9944
9945         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9946                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9947                 if (!map->p[i])
9948                         goto error;
9949         }
9950         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9951         if (!map->dim)
9952                 goto error;
9953
9954         return map;
9955 error:
9956         isl_map_free(map);
9957         return NULL;
9958 }
9959
9960 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9961  * and set the dimension specification to "dim".
9962  */
9963 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9964         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9965 {
9966         isl_basic_map *res;
9967         unsigned flags;
9968
9969         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9970         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9971                 goto error;
9972
9973         flags = bmap->flags;
9974         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9975         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9976         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9977         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9978                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9979         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9980         if (res)
9981                 res->flags = flags;
9982         res = isl_basic_map_finalize(res);
9983         return res;
9984 error:
9985         free(dim_map);
9986         isl_basic_map_free(bmap);
9987         isl_space_free(dim);
9988         return NULL;
9989 }
9990
9991 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9992  */
9993 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9994         __isl_take isl_reordering *r)
9995 {
9996         int i;
9997         struct isl_dim_map *dim_map;
9998
9999         map = isl_map_cow(map);
10000         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10001         if (!map || !r || !dim_map)
10002                 goto error;
10003
10004         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10005                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10006
10007                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10008
10009                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10010                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10011
10012                 if (!map->p[i])
10013                         goto error;
10014         }
10015
10016         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10017
10018         isl_reordering_free(r);
10019         free(dim_map);
10020         return map;
10021 error:
10022         free(dim_map);
10023         isl_map_free(map);
10024         isl_reordering_free(r);
10025         return NULL;
10026 }
10027
10028 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10029         __isl_take isl_reordering *r)
10030 {
10031         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10032 }
10033
10034 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10035         __isl_take isl_space *model)
10036 {
10037         isl_ctx *ctx;
10038
10039         if (!map || !model)
10040                 goto error;
10041
10042         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10043         if (!isl_space_has_named_params(model))
10044                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10045                         "model has unnamed parameters", goto error);
10046         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10047                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10048                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10049         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10050                 isl_reordering *exp;
10051
10052                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10053                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10054                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10055                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10056                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10057                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10058                 map = isl_map_realign(map, exp);
10059         }
10060
10061         isl_space_free(model);
10062         return map;
10063 error:
10064         isl_space_free(model);
10065         isl_map_free(map);
10066         return NULL;
10067 }
10068
10069 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10070         __isl_take isl_space *model)
10071 {
10072         return isl_map_align_params(set, model);
10073 }
10074
10075 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10076  * additional parameters if needed.
10077  */
10078 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10079         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10080 {
10081         isl_ctx *ctx;
10082
10083         if (!bmap || !model)
10084                 goto error;
10085
10086         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10087         if (!isl_space_has_named_params(model))
10088                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10089                         "model has unnamed parameters", goto error);
10090         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10091                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10092                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10093         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10094                 isl_reordering *exp;
10095                 struct isl_dim_map *dim_map;
10096
10097                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10098                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10099                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10100                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10101                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10102                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10103                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10104                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10105                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10106                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10107                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10108                 isl_reordering_free(exp);
10109                 free(dim_map);
10110         }
10111
10112         isl_space_free(model);
10113         return bmap;
10114 error:
10115         isl_space_free(model);
10116         isl_basic_map_free(bmap);
10117         return NULL;
10118 }
10119
10120 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10121  * additional parameters if needed.
10122  */
10123 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10124         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10125 {
10126         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10127 }
10128
10129 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10130                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10131                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10132                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10133 {
10134         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10135         struct isl_mat *mat;
10136         int i, j, k;
10137         int pos;
10138
10139         if (!bmap)
10140                 return NULL;
10141         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10142                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10143         if (!mat)
10144                 return NULL;
10145         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10146                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10147                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10148                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10149                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10150                                             bmap->eq[i][off + k]);
10151                                 ++pos;
10152                         }
10153                 }
10154
10155         return mat;
10156 }
10157
10158 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10159                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10160                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10161                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10162 {
10163         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10164         struct isl_mat *mat;
10165         int i, j, k;
10166         int pos;
10167
10168         if (!bmap)
10169                 return NULL;
10170         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10171                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10172         if (!mat)
10173                 return NULL;
10174         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10175                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10176                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10177                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10178                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10179                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10180                                 ++pos;
10181                         }
10182                 }
10183
10184         return mat;
10185 }
10186
10187 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10188         __isl_take isl_space *dim,
10189         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10190         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10191         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10192 {
10193         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10194         isl_basic_map *bmap;
10195         unsigned total;
10196         unsigned extra;
10197         int i, j, k, l;
10198         int pos;
10199
10200         if (!dim || !eq || !ineq)
10201                 goto error;
10202
10203         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10204                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10205                         "equalities and inequalities matrices should have "
10206                         "same number of columns", goto error);
10207
10208         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10209
10210         if (eq->n_col < total)
10211                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10212                         "number of columns too small", goto error);
10213
10214         extra = eq->n_col - total;
10215
10216         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10217                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10218         if (!bmap)
10219                 goto error;
10220         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10221                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10222                 if (k < 0)
10223                         goto error;
10224                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10225         }
10226         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10227                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10228                 if (l < 0)
10229                         goto error;
10230                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10231                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10232                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10233                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10234                                             eq->row[i][pos]);
10235                                 ++pos;
10236                         }
10237                 }
10238         }
10239         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10240                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10241                 if (l < 0)
10242                         goto error;
10243                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10244                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10245                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10246                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10247                                             ineq->row[i][pos]);
10248                                 ++pos;
10249                         }
10250                 }
10251         }
10252
10253         isl_space_free(dim);
10254         isl_mat_free(eq);
10255         isl_mat_free(ineq);
10256
10257         return bmap;
10258 error:
10259         isl_space_free(dim);
10260         isl_mat_free(eq);
10261         isl_mat_free(ineq);
10262         return NULL;
10263 }
10264
10265 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10266         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10267         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10268 {
10269         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10270                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10271 }
10272
10273 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10274         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10275         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10276 {
10277         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10278                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10279 }
10280
10281 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10282         __isl_take isl_space *dim,
10283         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10284         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10285 {
10286         return (isl_basic_set*)
10287             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10288                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10289 }
10290
10291 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10292 {
10293         if (!bmap)
10294                 return -1;
10295         
10296         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10297 }
10298
10299 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10300 {
10301         if (!map)
10302                 return -1;
10303         
10304         return isl_space_can_zip(map->dim);
10305 }
10306
10307 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10308  * (A -> C) -> (B -> D).
10309  */
10310 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10311 {
10312         unsigned pos;
10313         unsigned n1;
10314         unsigned n2;
10315
10316         if (!bmap)
10317                 return NULL;
10318
10319         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10320                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10321                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10322         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10323                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10324         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10325         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10326         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10327         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10328         if (!bmap)
10329                 return NULL;
10330         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10331         if (!bmap->dim)
10332                 goto error;
10333         return bmap;
10334 error:
10335         isl_basic_map_free(bmap);
10336         return NULL;
10337 }
10338
10339 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10340  * (A -> C) -> (B -> D).
10341  */
10342 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10343 {
10344         int i;
10345
10346         if (!map)
10347                 return NULL;
10348
10349         if (!isl_map_can_zip(map))
10350                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10351                         goto error);
10352
10353         map = isl_map_cow(map);
10354         if (!map)
10355                 return NULL;
10356
10357         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10358                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10359                 if (!map->p[i])
10360                         goto error;
10361         }
10362
10363         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10364         if (!map->dim)
10365                 goto error;
10366
10367         return map;
10368 error:
10369         isl_map_free(map);
10370         return NULL;
10371 }
10372
10373 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10374  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10375  */
10376 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10377 {
10378         if (!bmap)
10379                 return -1;
10380
10381         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10382 }
10383
10384 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10385  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10386  */
10387 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10388 {
10389         if (!map)
10390                 return -1;
10391
10392         return isl_space_can_curry(map->dim);
10393 }
10394
10395 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10396  * A -> (B -> C).
10397  */
10398 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10399 {
10400
10401         if (!bmap)
10402                 return NULL;
10403
10404         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10405                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10406                         "basic map cannot be curried", goto error);
10407         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10408         if (!bmap)
10409                 return NULL;
10410         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10411         if (!bmap->dim)
10412                 goto error;
10413         return bmap;
10414 error:
10415         isl_basic_map_free(bmap);
10416         return NULL;
10417 }
10418
10419 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10420  * A -> (B -> C).
10421  */
10422 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10423 {
10424         int i;
10425
10426         if (!map)
10427                 return NULL;
10428
10429         if (!isl_map_can_curry(map))
10430                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10431                         goto error);
10432
10433         map = isl_map_cow(map);
10434         if (!map)
10435                 return NULL;
10436
10437         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10438                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10439                 if (!map->p[i])
10440                         goto error;
10441         }
10442
10443         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10444         if (!map->dim)
10445                 goto error;
10446
10447         return map;
10448 error:
10449         isl_map_free(map);
10450         return NULL;
10451 }
10452
10453 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10454  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10455  */
10456 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10457 {
10458         if (!bmap)
10459                 return -1;
10460
10461         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10462 }
10463
10464 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10465  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10466  */
10467 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10468 {
10469         if (!map)
10470                 return -1;
10471
10472         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10473 }
10474
10475 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10476  * (A -> B) -> C.
10477  */
10478 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10479 {
10480
10481         if (!bmap)
10482                 return NULL;
10483
10484         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10485                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10486                         "basic map cannot be uncurried",
10487                         return isl_basic_map_free(bmap));
10488         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10489         if (!bmap)
10490                 return NULL;
10491         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10492         if (!bmap->dim)
10493                 return isl_basic_map_free(bmap);
10494         return bmap;
10495 }
10496
10497 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10498  * (A -> B) -> C.
10499  */
10500 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10501 {
10502         int i;
10503
10504         if (!map)
10505                 return NULL;
10506
10507         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10508                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10509                         return isl_map_free(map));
10510
10511         map = isl_map_cow(map);
10512         if (!map)
10513                 return NULL;
10514
10515         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10516                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10517                 if (!map->p[i])
10518                         return isl_map_free(map);
10519         }
10520
10521         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10522         if (!map->dim)
10523                 return isl_map_free(map);
10524
10525         return map;
10526 }
10527
10528 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10529  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10530  */
10531 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10532 {
10533         int k;
10534         int pos;
10535         isl_local_space *ls;
10536         isl_basic_map *bmap;
10537
10538         if (!aff)
10539                 return NULL;
10540
10541         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10542         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10543         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10544         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10545         if (k < 0)
10546                 goto error;
10547
10548         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10549         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10550         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10551         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10552                     aff->v->size - (pos + 1));
10553
10554         isl_aff_free(aff);
10555         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10556         return bmap;
10557 error:
10558         isl_aff_free(aff);
10559         isl_basic_map_free(bmap);
10560         return NULL;
10561 }
10562
10563 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10564  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10565  */
10566 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10567 {
10568         isl_basic_map *bmap;
10569
10570         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10571         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10572 }
10573
10574 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10575  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10576  * corresponding affine expression.
10577  */
10578 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10579         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10580 {
10581         int i;
10582         isl_space *space;
10583         isl_basic_map *bmap;
10584
10585         if (!maff)
10586                 return NULL;
10587
10588         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10589                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10590                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10591
10592         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10593         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10594
10595         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10596                 isl_aff *aff;
10597                 isl_basic_map *bmap_i;
10598
10599                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10600                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10601
10602                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10603         }
10604
10605         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10606
10607         isl_multi_aff_free(maff);
10608         return bmap;
10609 }
10610
10611 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10612  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10613  * corresponding affine expression.
10614  */
10615 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10616 {
10617         isl_basic_map *bmap;
10618
10619         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10620         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10621 }
10622
10623 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10624  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10625  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10626  * corresponding affine expression.
10627  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10628  * domain_dim.
10629  */
10630 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10631         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10632 {
10633         int i;
10634         isl_space *dim;
10635         isl_basic_map *bmap;
10636
10637         if (!list)
10638                 return NULL;
10639
10640         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10641         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10642
10643         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10644                 isl_aff *aff;
10645                 isl_basic_map *bmap_i;
10646
10647                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10648                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10649
10650                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10651         }
10652
10653         isl_aff_list_free(list);
10654         return bmap;
10655 }
10656
10657 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10658         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10659 {
10660         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10661 }
10662
10663 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10664  */
10665 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10666         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10667 {
10668         isl_basic_map *bmap = NULL;
10669         int i;
10670
10671         if (!space)
10672                 return NULL;
10673
10674         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10675                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10676                         "index out of bounds", goto error);
10677         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10678                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10679                         "index out of bounds", goto error);
10680
10681         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10682                 return isl_basic_map_universe(space);
10683
10684         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10685         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10686         if (i < 0)
10687                 goto error;
10688         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10689         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10690         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10691         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10692         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10693         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10694         isl_space_free(space);
10695         return bmap;
10696 error:
10697         isl_space_free(space);
10698         isl_basic_map_free(bmap);
10699         return NULL;
10700 }
10701
10702 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10703  */
10704 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10705         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10706 {
10707         isl_basic_map *eq;
10708
10709         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10710
10711         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10712
10713         return bmap;
10714 }
10715
10716 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10717  */
10718 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10719         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10720 {
10721         isl_basic_map *bmap;
10722
10723         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10724
10725         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10726
10727         return map;
10728 }
10729
10730 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10731  */
10732 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10733         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10734 {
10735         isl_basic_map *bmap = NULL;
10736         int i;
10737
10738         if (!map)
10739                 return NULL;
10740
10741         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10742                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10743                         "index out of bounds", goto error);
10744         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10745                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10746                         "index out of bounds", goto error);
10747
10748         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10749         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10750         if (i < 0)
10751                 goto error;
10752         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10753         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10754         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10755         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10756         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10757         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10758
10759         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10760
10761         return map;
10762 error:
10763         isl_basic_map_free(bmap);
10764         isl_map_free(map);
10765         return NULL;
10766 }
10767
10768 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10769  * greater than or equal to that of the second.
10770  */
10771 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10772         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10773 {
10774         isl_constraint *c;
10775         isl_local_space *ls;
10776
10777         if (!bmap)
10778                 return NULL;
10779
10780         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10781                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10782                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10783         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10784                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10785                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10786
10787         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10788                 return bmap;
10789
10790         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10791         c = isl_inequality_alloc(ls);
10792         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10793         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10794         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10795
10796         return bmap;
10797 }
10798
10799 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10800  * greater than that of the second.
10801  */
10802 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10803         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10804 {
10805         isl_basic_map *bmap = NULL;
10806         int i;
10807
10808         if (!map)
10809                 return NULL;
10810
10811         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10812                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10813                         "index out of bounds", goto error);
10814         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10815                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10816                         "index out of bounds", goto error);
10817
10818         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10819                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10820                 isl_map_free(map);
10821                 return isl_map_empty(space);
10822         }
10823
10824         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10825         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10826         if (i < 0)
10827                 goto error;
10828         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10829         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10830         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10831         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10832         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10833         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10834         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10835
10836         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10837
10838         return map;
10839 error:
10840         isl_basic_map_free(bmap);
10841         isl_map_free(map);
10842         return NULL;
10843 }
10844
10845 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10846  * smaller than that of the second.
10847  */
10848 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10849         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10850 {
10851         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10852 }
10853
10854 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10855         int pos)
10856 {
10857         isl_aff *div;
10858         isl_local_space *ls;
10859
10860         if (!bmap)
10861                 return NULL;
10862
10863         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10864                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10865                         "some divs are unknown", return NULL);
10866
10867         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10868         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10869         isl_local_space_free(ls);
10870
10871         return div;
10872 }
10873
10874 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10875         int pos)
10876 {
10877         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10878 }
10879
10880 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10881  *
10882  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10883  *
10884  *      f/d
10885  *
10886  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10887  *
10888  *      floor((a i + g)/m)
10889  *
10890  * is replaced by
10891  *
10892  *      floor((a f + d g)/(m d))
10893  *
10894  * Constraints of the form
10895  *
10896  *      a i + g
10897  *
10898  * are replaced by
10899  *
10900  *      a f + d g
10901  *
10902  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10903  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10904  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10905  */
10906 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10907         __isl_take isl_basic_set *bset,
10908         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10909 {
10910         int i;
10911         isl_int v;
10912         isl_ctx *ctx;
10913
10914         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10915                 return bset;
10916
10917         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10918         if (!bset || !subs)
10919                 goto error;
10920
10921         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10922         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10923                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10924                         "spaces don't match", goto error);
10925         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10926                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10927                         "cannot handle divs yet", goto error);
10928         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10929                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10930                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10931
10932         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10933
10934         isl_int_init(v);
10935
10936         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10937                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10938                         continue;
10939                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10940                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10941                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10942                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10943         }
10944
10945         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10946                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10947                         continue;
10948                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10949                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10950                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10951                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10952         }
10953
10954         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10955                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10956                         continue;
10957                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10958                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10959                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10960                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10961                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10962                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10963         }
10964
10965         isl_int_clear(v);
10966
10967         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10968         return isl_basic_set_finalize(bset);
10969 error:
10970         isl_basic_set_free(bset);
10971         return NULL;
10972 }
10973
10974 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10975  */
10976 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10977         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10978 {
10979         int i;
10980
10981         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10982                 return set;
10983
10984         set = isl_set_cow(set);
10985         if (!set || !subs)
10986                 goto error;
10987
10988         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10989                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10990                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10991                         goto error;
10992         }
10993
10994         return set;
10995 error:
10996         isl_set_free(set);
10997         return NULL;
10998 }
10999
11000 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
11001  * Return -1 if anything is wrong.
11002  */
11003 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
11004         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11005 {
11006         int m;
11007         isl_space *ma_space;
11008
11009         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11010         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
11011         isl_space_free(ma_space);
11012         if (m >= 0 && !m)
11013                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11014                         "spaces don't match", return -1);
11015         return m;
11016 }
11017
11018 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11019  * Return -1 if anything is wrong.
11020  */
11021 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11022         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11023 {
11024         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11025 }
11026
11027 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11028  * of the other divs in "bset".
11029  */
11030 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11031         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11032 {
11033         int i;
11034         isl_local_space *ls;
11035
11036         if (n_div == 0)
11037                 return 0;
11038
11039         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11040         if (!ls)
11041                 return -1;
11042
11043         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11044                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11045                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11046                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11047                         goto error;
11048         }
11049
11050         isl_local_space_free(ls);
11051         return 0;
11052 error:
11053         isl_local_space_free(ls);
11054         return -1;
11055 }
11056
11057 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11058  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11059  * different from one?
11060  */
11061 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11062 {
11063         int i;
11064         int strides = 0;
11065
11066         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11067                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11068                         strides++;
11069
11070         return strides;
11071 }
11072
11073 /* For each affine expression in ma of the form
11074  *
11075  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11076  *
11077  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11078  * of the form
11079  *
11080  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11081  *
11082  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11083  */
11084 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11085         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11086 {
11087         int i, k;
11088         int div;
11089         int total;
11090
11091         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11092         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11093                 int len;
11094
11095                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11096                         continue;
11097                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11098                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11099                 if (div < 0 || k < 0)
11100                         goto error;
11101                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11102                 len = ma->p[i]->v->size;
11103                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11104                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11105                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11106                 total++;
11107         }
11108
11109         return bset;
11110 error:
11111         isl_basic_set_free(bset);
11112         return NULL;
11113 }
11114
11115 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11116  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11117  * that lives in the domain space of "ma".
11118  *
11119  * If bset is represented by
11120  *
11121  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11122  *
11123  * and ma is represented by
11124  *
11125  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11126  *
11127  * then the result is
11128  *
11129  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11130  *
11131  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11132  * In particular
11133  *
11134  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11135  *
11136  * becomes
11137  *
11138  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11139  *
11140  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11141  *
11142  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11143  *
11144  * the additional constraints are added to ensure that we only
11145  * map back integer points.  That is we enforce
11146  *
11147  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11148  *
11149  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11150  *
11151  * We first copy over the divs from "ma".
11152  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11153  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11154  */
11155 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11156         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11157 {
11158         int i, k;
11159         isl_space *space;
11160         isl_basic_set *res = NULL;
11161         int n_div_bset, n_div_ma;
11162         isl_int f, c1, c2, g;
11163         int rational, strides;
11164
11165         isl_int_init(f);
11166         isl_int_init(c1);
11167         isl_int_init(c2);
11168         isl_int_init(g);
11169
11170         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11171         if (!bset || !ma)
11172                 goto error;
11173         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11174                 goto error;
11175
11176         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11177         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11178
11179         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11180         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11181         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11182         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11183                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11184         if (rational)
11185                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11186
11187         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11188                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11189                         goto error;
11190
11191         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11192                 goto error;
11193
11194         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11195                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11196                 if (k < 0)
11197                         goto error;
11198                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11199                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11200         }
11201
11202         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11203                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11204                 if (k < 0)
11205                         goto error;
11206                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11207                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11208         }
11209
11210         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11211                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11212                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11213                         continue;
11214                 }
11215                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11216                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11217         }
11218
11219         if (strides)
11220                 res = add_ma_strides(res, ma);
11221
11222         isl_int_clear(f);
11223         isl_int_clear(c1);
11224         isl_int_clear(c2);
11225         isl_int_clear(g);
11226         isl_basic_set_free(bset);
11227         isl_multi_aff_free(ma);
11228         res = isl_basic_set_simplify(res);
11229         return isl_basic_set_finalize(res);
11230 error:
11231         isl_int_clear(f);
11232         isl_int_clear(c1);
11233         isl_int_clear(c2);
11234         isl_int_clear(g);
11235         isl_basic_set_free(bset);
11236         isl_multi_aff_free(ma);
11237         isl_basic_set_free(res);
11238         return NULL;
11239 }
11240
11241 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11242  * Return -1 if anything is wrong.
11243  */
11244 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11245         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11246 {
11247         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11248 }
11249
11250 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11251  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11252  * that lives in the domain space of "ma".
11253  */
11254 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11255         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11256 {
11257         int i;
11258
11259         set = isl_set_cow(set);
11260         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11261         if (!set || !ma)
11262                 goto error;
11263         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11264                 goto error;
11265
11266         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11267                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11268                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11269                 if (!set->p[i])
11270                         goto error;
11271         }
11272
11273         isl_space_free(set->dim);
11274         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11275         if (!set->dim)
11276                 goto error;
11277
11278         isl_multi_aff_free(ma);
11279         if (set->n > 1)
11280                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11281         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11282         return set;
11283 error:
11284         isl_multi_aff_free(ma);
11285         isl_set_free(set);
11286         return NULL;
11287 }
11288
11289 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11290         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11291 {
11292         if (!set || !ma)
11293                 goto error;
11294
11295         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11296                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11297
11298         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11299             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11300                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11301                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11302         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11303         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11304
11305         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11306 error:
11307         isl_multi_aff_free(ma);
11308         return isl_set_free(set);
11309 }
11310
11311 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11312  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11313  * that lives in the domain space of "pma".
11314  */
11315 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11316         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11317 {
11318         int i;
11319         isl_set *res;
11320
11321         if (!pma)
11322                 goto error;
11323
11324         if (pma->n == 0) {
11325                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11326                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11327                 isl_set_free(set);
11328                 return res;
11329         }
11330
11331         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11332                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11333         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11334
11335         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11336                 isl_set *res_i;
11337
11338                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11339                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11340                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11341                 res = isl_set_union(res, res_i);
11342         }
11343
11344         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11345         isl_set_free(set);
11346         return res;
11347 error:
11348         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11349         isl_set_free(set);
11350         return NULL;
11351 }
11352
11353 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11354         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11355 {
11356         if (!set || !pma)
11357                 goto error;
11358
11359         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11360                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11361
11362         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11363             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11364                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11365                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11366         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11367         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11368
11369         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11370 error:
11371         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11372         return isl_set_free(set);
11373 }