Merge branch 'maint'
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012-2013 Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_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 #include <isl_morph.h>
37
38 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
39 {
40         switch (type) {
41         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
42         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
43         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
44         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
45         default:                return 0;
46         }
47 }
48
49 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
50 {
51         switch (type) {
52         case isl_dim_param:     return 1;
53         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
54         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
55         default:                return 0;
56         }
57 }
58
59 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
60                                 enum isl_dim_type type)
61 {
62         if (!bmap)
63                 return 0;
64         switch (type) {
65         case isl_dim_cst:       return 1;
66         case isl_dim_param:
67         case isl_dim_in:
68         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
69         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
70         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
71         default:                return 0;
72         }
73 }
74
75 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
76 {
77         return map ? n(map->dim, type) : 0;
78 }
79
80 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
81 {
82         return set ? n(set->dim, type) : 0;
83 }
84
85 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
86                                         enum isl_dim_type type)
87 {
88         isl_space *dim = bmap->dim;
89         switch (type) {
90         case isl_dim_cst:       return 0;
91         case isl_dim_param:     return 1;
92         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
93         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
94         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
95         default:                return 0;
96         }
97 }
98
99 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
100                                         enum isl_dim_type type)
101 {
102         return isl_basic_map_offset(bset, type);
103 }
104
105 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
106 {
107         return pos(map->dim, type);
108 }
109
110 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
111                                 enum isl_dim_type type)
112 {
113         return isl_basic_map_dim(bset, type);
114 }
115
116 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
117 {
118         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
119 }
120
121 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
122 {
123         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
124 }
125
126 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
127 {
128         if (!bset)
129                 return 0;
130         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
131 }
132
133 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
134 {
135         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
136 }
137
138 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
139 {
140         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
141 }
142
143 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
144 {
145         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
146 }
147
148 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
149 {
150         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
151 }
152
153 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
154 {
155         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
156 }
157
158 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
159 {
160         return bmap ? bmap->n_div : 0;
161 }
162
163 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
164 {
165         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
166 }
167
168 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
169 {
170         return map ? map->dim->n_in : 0;
171 }
172
173 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
174 {
175         return map ? map->dim->n_out : 0;
176 }
177
178 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
179 {
180         return map ? map->dim->nparam : 0;
181 }
182
183 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
184 {
185         int m;
186         if (!map || !set)
187                 return -1;
188         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
189         if (m < 0 || !m)
190                 return m;
191         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
192 }
193
194 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
195                 struct isl_basic_set *bset)
196 {
197         int m;
198         if (!bmap || !bset)
199                 return -1;
200         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
201         if (m < 0 || !m)
202                 return m;
203         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
204 }
205
206 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
207 {
208         int m;
209         if (!map || !set)
210                 return -1;
211         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
212         if (m < 0 || !m)
213                 return m;
214         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
215 }
216
217 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
218                 struct isl_basic_set *bset)
219 {
220         int m;
221         if (!bmap || !bset)
222                 return -1;
223         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
224         if (m < 0 || !m)
225                 return m;
226         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
227 }
228
229 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
230 {
231         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
232 }
233
234 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
235 {
236         return bset ? bset->ctx : NULL;
237 }
238
239 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
240 {
241         return map ? map->ctx : NULL;
242 }
243
244 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
245 {
246         return set ? set->ctx : NULL;
247 }
248
249 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
250 {
251         if (!bmap)
252                 return NULL;
253         return isl_space_copy(bmap->dim);
254 }
255
256 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
257 {
258         if (!bset)
259                 return NULL;
260         return isl_space_copy(bset->dim);
261 }
262
263 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
264  */
265 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
266 {
267         int i;
268         isl_ctx *ctx;
269         isl_mat *div;
270         unsigned total;
271         unsigned cols;
272
273         if (!bmap)
274                 return NULL;
275
276         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
277         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
278         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
279         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
280         if (!div)
281                 return NULL;
282
283         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
284                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
285
286         return div;
287 }
288
289 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
290         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
291 {
292         isl_mat *div;
293
294         if (!bmap)
295                 return NULL;
296
297         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
298         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
299 }
300
301 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
302         __isl_keep isl_basic_set *bset)
303 {
304         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
305 }
306
307 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
308         __isl_take isl_local_space *ls)
309 {
310         int i;
311         int n_div;
312         isl_basic_map *bmap;
313
314         if (!ls)
315                 return NULL;
316
317         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
318         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
319                                         n_div, 0, 2 * n_div);
320
321         for (i = 0; i < n_div; ++i)
322                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
323                         goto error;
324
325         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
326                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
327                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
328                         goto error;
329         }
330                                         
331         isl_local_space_free(ls);
332         return bmap;
333 error:
334         isl_local_space_free(ls);
335         isl_basic_map_free(bmap);
336         return NULL;
337 }
338
339 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
340         __isl_take isl_local_space *ls)
341 {
342         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
343 }
344
345 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
346 {
347         if (!map)
348                 return NULL;
349         return isl_space_copy(map->dim);
350 }
351
352 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
353 {
354         if (!set)
355                 return NULL;
356         return isl_space_copy(set->dim);
357 }
358
359 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
360         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
361 {
362         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
363         if (!bmap)
364                 return NULL;
365         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
366         if (!bmap->dim)
367                 goto error;
368         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
369         return bmap;
370 error:
371         isl_basic_map_free(bmap);
372         return NULL;
373 }
374
375 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
376         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
377 {
378         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
379 }
380
381 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
382         enum isl_dim_type type)
383 {
384         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
385 }
386
387 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
388         enum isl_dim_type type, const char *s)
389 {
390         int i;
391
392         map = isl_map_cow(map);
393         if (!map)
394                 return NULL;
395
396         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
397         if (!map->dim)
398                 goto error;
399
400         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
401                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
402                 if (!map->p[i])
403                         goto error;
404         }
405
406         return map;
407 error:
408         isl_map_free(map);
409         return NULL;
410 }
411
412 /* Does the input or output tuple have a name?
413  */
414 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
415 {
416         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
417 }
418
419 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
420         enum isl_dim_type type)
421 {
422         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
423 }
424
425 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
426         const char *s)
427 {
428         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
429 }
430
431 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
432         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
433 {
434         map = isl_map_cow(map);
435         if (!map)
436                 return isl_id_free(id);
437
438         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
439
440         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
441 }
442
443 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
444         __isl_take isl_id *id)
445 {
446         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
447 }
448
449 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
450         enum isl_dim_type type)
451 {
452         map = isl_map_cow(map);
453         if (!map)
454                 return NULL;
455
456         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
457
458         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
459 }
460
461 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
462 {
463         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
464 }
465
466 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
467 {
468         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
469 }
470
471 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
472         enum isl_dim_type type)
473 {
474         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
475 }
476
477 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
478 {
479         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
480 }
481
482 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
483 {
484         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
485 }
486
487 /* Does the set tuple have a name?
488  */
489 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
490 {
491         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
492 }
493
494
495 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
496 {
497         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
498 }
499
500 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
501 {
502         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
503 }
504
505 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
506         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
507 {
508         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
509 }
510
511 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
512         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
513 {
514         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
515 }
516
517 /* Does the given dimension have a name?
518  */
519 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
520         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
521 {
522         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
523 }
524
525 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
526         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
527 {
528         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
529 }
530
531 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
532         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
533 {
534         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
535 }
536
537 /* Does the given dimension have a name?
538  */
539 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
540         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
541 {
542         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
543 }
544
545 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
546         __isl_take isl_basic_map *bmap,
547         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
548 {
549         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
550         if (!bmap)
551                 return NULL;
552         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
553         if (!bmap->dim)
554                 goto error;
555         return isl_basic_map_finalize(bmap);
556 error:
557         isl_basic_map_free(bmap);
558         return NULL;
559 }
560
561 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
562         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
563 {
564         int i;
565
566         map = isl_map_cow(map);
567         if (!map)
568                 return NULL;
569
570         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
571         if (!map->dim)
572                 goto error;
573
574         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
575                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
576                 if (!map->p[i])
577                         goto error;
578         }
579
580         return map;
581 error:
582         isl_map_free(map);
583         return NULL;
584 }
585
586 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
587         __isl_take isl_basic_set *bset,
588         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
589 {
590         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
591                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
592 }
593
594 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
595         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
596 {
597         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
598 }
599
600 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
601         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
602 {
603         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
604 }
605
606 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
607         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
608 {
609         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
610 }
611
612 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
613         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
614 {
615         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
616 }
617
618 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
619         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
620 {
621         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
622 }
623
624 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
625         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
626 {
627         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
628 }
629
630 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
631         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
632 {
633         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
634 }
635
636 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
637         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
638 {
639         map = isl_map_cow(map);
640         if (!map)
641                 return isl_id_free(id);
642
643         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
644
645         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
646 }
647
648 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
649         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
650 {
651         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
652 }
653
654 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
655         __isl_keep isl_id *id)
656 {
657         if (!map)
658                 return -1;
659         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
660 }
661
662 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
663         __isl_keep isl_id *id)
664 {
665         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
666 }
667
668 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
669         const char *name)
670 {
671         if (!map)
672                 return -1;
673         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
674 }
675
676 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
677         const char *name)
678 {
679         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
680 }
681
682 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
683 {
684         if (!bmap)
685                 return -1;
686         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
687 }
688
689 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
690 {
691         return isl_basic_map_is_rational(bset);
692 }
693
694 /* Does "bmap" contain any rational points?
695  *
696  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
697  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
698  * is marked as rational.
699  */
700 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
701 {
702         int has_rational = 1;
703         unsigned total;
704
705         if (!bmap)
706                 return -1;
707         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
708                 return 0;
709         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
710                 return 0;
711         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
712         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
713         if (!bmap)
714                 return -1;
715         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
716         if (bmap->n_eq == total) {
717                 int i, j;
718                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
719                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
720                         if (j < 0)
721                                 break;
722                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
723                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
724                                 break;
725                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
726                                                     total - j - 1);
727                         if (j >= 0)
728                                 break;
729                 }
730                 if (i == bmap->n_eq)
731                         has_rational = 0;
732         }
733         isl_basic_map_free(bmap);
734
735         return has_rational;
736 }
737
738 /* Does "map" contain any rational points?
739  */
740 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
741 {
742         int i;
743         int has_rational;
744
745         if (!map)
746                 return -1;
747         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
748                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
749                 if (has_rational < 0)
750                         return -1;
751                 if (has_rational)
752                         return 1;
753         }
754         return 0;
755 }
756
757 /* Does "set" contain any rational points?
758  */
759 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
760 {
761         return isl_map_has_rational(set);
762 }
763
764 /* Is this basic set a parameter domain?
765  */
766 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
767 {
768         if (!bset)
769                 return -1;
770         return isl_space_is_params(bset->dim);
771 }
772
773 /* Is this set a parameter domain?
774  */
775 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
776 {
777         if (!set)
778                 return -1;
779         return isl_space_is_params(set->dim);
780 }
781
782 /* Is this map actually a parameter domain?
783  * Users should never call this function.  Outside of isl,
784  * a map can never be a parameter domain.
785  */
786 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
787 {
788         if (!map)
789                 return -1;
790         return isl_space_is_params(map->dim);
791 }
792
793 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
794                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
795                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
796 {
797         int i;
798         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
799
800         bmap->ctx = ctx;
801         isl_ctx_ref(ctx);
802
803         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
804         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
805                 goto error;
806
807         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
808         if (!bmap->ineq)
809                 goto error;
810
811         if (extra == 0) {
812                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
813                 bmap->div = NULL;
814         } else {
815                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
816                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
817                         goto error;
818
819                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
820                 if (!bmap->div)
821                         goto error;
822         }
823
824         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
825                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
826
827         for (i = 0; i < extra; ++i)
828                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
829
830         bmap->ref = 1;
831         bmap->flags = 0;
832         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
833         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
834         bmap->extra = extra;
835         bmap->n_eq = 0;
836         bmap->n_ineq = 0;
837         bmap->n_div = 0;
838         bmap->sample = NULL;
839
840         return bmap;
841 error:
842         isl_basic_map_free(bmap);
843         return NULL;
844 }
845
846 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
847                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
848                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
849 {
850         struct isl_basic_map *bmap;
851         isl_space *space;
852
853         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
854         if (!space)
855                 return NULL;
856
857         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
858         return (struct isl_basic_set *)bmap;
859 }
860
861 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
862                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
863 {
864         struct isl_basic_map *bmap;
865         if (!dim)
866                 return NULL;
867         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
868         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
869         return (struct isl_basic_set *)bmap;
870 error:
871         isl_space_free(dim);
872         return NULL;
873 }
874
875 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
876                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
877 {
878         struct isl_basic_map *bmap;
879
880         if (!dim)
881                 return NULL;
882         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
883         if (!bmap)
884                 goto error;
885         bmap->dim = dim;
886
887         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
888 error:
889         isl_space_free(dim);
890         return NULL;
891 }
892
893 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
894                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
895                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
896 {
897         struct isl_basic_map *bmap;
898         isl_space *dim;
899
900         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
901         if (!dim)
902                 return NULL;
903
904         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
905         return bmap;
906 }
907
908 static void dup_constraints(
909                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
910 {
911         int i;
912         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
913
914         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
915                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
916                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
917         }
918
919         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
920                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
921                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
922         }
923
924         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
925                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
926                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
927         }
928         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
929 }
930
931 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
932 {
933         struct isl_basic_map *dup;
934
935         if (!bmap)
936                 return NULL;
937         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
938                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
939         if (!dup)
940                 return NULL;
941         dup_constraints(dup, bmap);
942         dup->flags = bmap->flags;
943         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
944         return dup;
945 }
946
947 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
948 {
949         struct isl_basic_map *dup;
950
951         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
952         return (struct isl_basic_set *)dup;
953 }
954
955 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
956 {
957         if (!bset)
958                 return NULL;
959
960         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
961                 bset->ref++;
962                 return bset;
963         }
964         return isl_basic_set_dup(bset);
965 }
966
967 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
968 {
969         if (!set)
970                 return NULL;
971
972         set->ref++;
973         return set;
974 }
975
976 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
977 {
978         if (!bmap)
979                 return NULL;
980
981         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
982                 bmap->ref++;
983                 return bmap;
984         }
985         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
986         if (bmap)
987                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
988         return bmap;
989 }
990
991 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
992 {
993         if (!map)
994                 return NULL;
995
996         map->ref++;
997         return map;
998 }
999
1000 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1001 {
1002         if (!bmap)
1003                 return NULL;
1004
1005         if (--bmap->ref > 0)
1006                 return NULL;
1007
1008         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1009         free(bmap->div);
1010         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1011         free(bmap->ineq);
1012         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1013         isl_vec_free(bmap->sample);
1014         isl_space_free(bmap->dim);
1015         free(bmap);
1016
1017         return NULL;
1018 }
1019
1020 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1021 {
1022         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1023 }
1024
1025 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1026 {
1027         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1028 }
1029
1030 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1031         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1032         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1033                                     __isl_take isl_map *map2))
1034 {
1035         if (!map1 || !map2)
1036                 goto error;
1037         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1038                 return fn(map1, map2);
1039         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1040             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1041                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1042                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1043         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1044         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1045         return fn(map1, map2);
1046 error:
1047         isl_map_free(map1);
1048         isl_map_free(map2);
1049         return NULL;
1050 }
1051
1052 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1053         __isl_keep isl_map *map2,
1054         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1055 {
1056         int r;
1057
1058         if (!map1 || !map2)
1059                 return -1;
1060         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1061                 return fn(map1, map2);
1062         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1063             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1064                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1065                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1066         map1 = isl_map_copy(map1);
1067         map2 = isl_map_copy(map2);
1068         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1069         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1070         r = fn(map1, map2);
1071         isl_map_free(map1);
1072         isl_map_free(map2);
1073         return r;
1074 }
1075
1076 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1077 {
1078         struct isl_ctx *ctx;
1079         if (!bmap)
1080                 return -1;
1081         ctx = bmap->ctx;
1082         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1083         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1084                         return -1);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1089         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1090         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1091                 isl_int *t;
1092                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1093                 if (j < 0)
1094                         return -1;
1095                 t = bmap->ineq[j];
1096                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1097                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1098                 bmap->eq[-1] = t;
1099                 bmap->n_eq++;
1100                 bmap->n_ineq--;
1101                 bmap->eq--;
1102                 return 0;
1103         }
1104         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1105                       bmap->extra - bmap->n_div);
1106         return bmap->n_eq++;
1107 }
1108
1109 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1110 {
1111         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1112 }
1113
1114 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1115 {
1116         if (!bmap)
1117                 return -1;
1118         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1119         bmap->n_eq -= n;
1120         return 0;
1121 }
1122
1123 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1124 {
1125         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1126 }
1127
1128 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1129 {
1130         isl_int *t;
1131         if (!bmap)
1132                 return -1;
1133         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1134
1135         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1136                 t = bmap->eq[pos];
1137                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1138                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1139         }
1140         bmap->n_eq--;
1141         return 0;
1142 }
1143
1144 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1145 {
1146         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1147 }
1148
1149 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1150  *
1151  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1152  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1153  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1154  * change in the ordering of the constraints.
1155  */
1156 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1157                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1158 {
1159         isl_int *t;
1160
1161         t = bmap->ineq[pos];
1162         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1163         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1164         bmap->eq[-1] = t;
1165         bmap->n_eq++;
1166         bmap->n_ineq--;
1167         bmap->eq--;
1168         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1169         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1170         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1171         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1172 }
1173
1174 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1175 {
1176         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1177 }
1178
1179 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1180 {
1181         struct isl_ctx *ctx;
1182         if (!bmap)
1183                 return -1;
1184         ctx = bmap->ctx;
1185         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1186         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1187         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1188         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1189         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1190         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1191                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1192                       bmap->extra - bmap->n_div);
1193         return bmap->n_ineq++;
1194 }
1195
1196 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1197 {
1198         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1199 }
1200
1201 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1202 {
1203         if (!bmap)
1204                 return -1;
1205         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1206         bmap->n_ineq -= n;
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1211 {
1212         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1213 }
1214
1215 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1216 {
1217         isl_int *t;
1218         if (!bmap)
1219                 return -1;
1220         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1221
1222         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1223                 t = bmap->ineq[pos];
1224                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1225                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1226                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1227         }
1228         bmap->n_ineq--;
1229         return 0;
1230 }
1231
1232 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1233 {
1234         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1235 }
1236
1237 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1238         isl_int *eq)
1239 {
1240         int k;
1241
1242         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1243         if (!bmap)
1244                 return NULL;
1245         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1246         if (k < 0)
1247                 goto error;
1248         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1249         return bmap;
1250 error:
1251         isl_basic_map_free(bmap);
1252         return NULL;
1253 }
1254
1255 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1256         isl_int *eq)
1257 {
1258         return (isl_basic_set *)
1259                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1260 }
1261
1262 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1263         isl_int *ineq)
1264 {
1265         int k;
1266
1267         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1268         if (!bmap)
1269                 return NULL;
1270         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1271         if (k < 0)
1272                 goto error;
1273         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1274         return bmap;
1275 error:
1276         isl_basic_map_free(bmap);
1277         return NULL;
1278 }
1279
1280 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1281         isl_int *ineq)
1282 {
1283         return (isl_basic_set *)
1284                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1285 }
1286
1287 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1288 {
1289         if (!bmap)
1290                 return -1;
1291         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1292         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1293                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1294                       bmap->extra - bmap->n_div);
1295         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1296         return bmap->n_div++;
1297 }
1298
1299 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1300 {
1301         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1302 }
1303
1304 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1305 {
1306         if (!bmap)
1307                 return -1;
1308         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1309         bmap->n_div -= n;
1310         return 0;
1311 }
1312
1313 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1314 {
1315         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1316 }
1317
1318 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1319  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1320  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1321  * variables.
1322  */
1323 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1324                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1325                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1326 {
1327         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1328         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1329         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1330         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1331         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1332         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1333         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1334         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1335         if (dst_nparam > src_nparam)
1336                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1337                                 dst_nparam - src_nparam);
1338         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1339         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1340                     src+1+src_nparam,
1341                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1342         if (dst_in-in_off > src_in)
1343                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1344                                 dst_in - in_off - src_in);
1345         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1346         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1347                     src+1+src_nparam+src_in,
1348                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1349         if (dst_out-out_off > src_out)
1350                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1351                                 dst_out - out_off - src_out);
1352         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1353         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1354                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1355                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1356         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1357                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1358                                 div_off+src_map->n_div,
1359                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1360 }
1361
1362 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1363                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1364                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1365 {
1366         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1367         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1368 }
1369
1370 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1371                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1372 {
1373         int i;
1374         unsigned div_off;
1375
1376         if (!bmap1 || !bmap2)
1377                 goto error;
1378
1379         div_off = bmap1->n_div;
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1394                                 i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1398                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1399                 if (i1 < 0)
1400                         goto error;
1401                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1402                          i_pos, o_pos, div_off);
1403         }
1404
1405         isl_basic_map_free(bmap2);
1406
1407         return bmap1;
1408
1409 error:
1410         isl_basic_map_free(bmap1);
1411         isl_basic_map_free(bmap2);
1412         return NULL;
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1416                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1417 {
1418         return (struct isl_basic_set *)
1419                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1420                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1421 }
1422
1423 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1424                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1425                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1426 {
1427         struct isl_basic_map *ext;
1428         unsigned flags;
1429         int dims_ok;
1430
1431         if (!dim)
1432                 goto error;
1433
1434         if (!base)
1435                 goto error;
1436
1437         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1438                   base->extra >= base->n_div + extra;
1439
1440         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1441                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1442                 isl_space_free(dim);
1443                 return base;
1444         }
1445
1446         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1447         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1448         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1449         extra += base->extra;
1450         n_eq += base->n_eq;
1451         n_ineq += base->n_ineq;
1452
1453         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1454         dim = NULL;
1455         if (!ext)
1456                 goto error;
1457
1458         if (dims_ok)
1459                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1460         flags = base->flags;
1461         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1462         if (ext) {
1463                 ext->flags = flags;
1464                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1465         }
1466
1467         return ext;
1468
1469 error:
1470         isl_space_free(dim);
1471         isl_basic_map_free(base);
1472         return NULL;
1473 }
1474
1475 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1476                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1477                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         return (struct isl_basic_set *)
1480                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1481                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1482 }
1483
1484 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1485                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1486 {
1487         if (!base)
1488                 return NULL;
1489         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1490                                         0, n_eq, n_ineq);
1491 }
1492
1493 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1494                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1495                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1496 {
1497         struct isl_basic_map *bmap;
1498         isl_space *dim;
1499
1500         if (!base)
1501                 return NULL;
1502         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1503         if (!dim)
1504                 goto error;
1505
1506         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1507         return bmap;
1508 error:
1509         isl_basic_map_free(base);
1510         return NULL;
1511 }
1512
1513 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1514                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1515                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1519                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1523                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1524 {
1525         return (struct isl_basic_set *)
1526                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1527                                                     n_eq, n_ineq);
1528 }
1529
1530 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1531 {
1532         return (struct isl_basic_set *)
1533                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1534 }
1535
1536 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1537 {
1538         if (!bmap)
1539                 return NULL;
1540
1541         if (bmap->ref > 1) {
1542                 bmap->ref--;
1543                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1544         }
1545         if (bmap)
1546                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1547         return bmap;
1548 }
1549
1550 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1551 {
1552         if (!set)
1553                 return NULL;
1554
1555         if (set->ref == 1)
1556                 return set;
1557         set->ref--;
1558         return isl_set_dup(set);
1559 }
1560
1561 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1562 {
1563         if (!map)
1564                 return NULL;
1565
1566         if (map->ref == 1)
1567                 return map;
1568         map->ref--;
1569         return isl_map_dup(map);
1570 }
1571
1572 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1573                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1574 {
1575         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1576         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1577         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1578 }
1579
1580 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1581         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1582 {
1583         int i;
1584         struct isl_blk blk;
1585
1586         if (!bmap)
1587                 goto error;
1588
1589         isl_assert(bmap->ctx,
1590                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1591
1592         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1593                 return bmap;
1594
1595         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1596         if (!bmap)
1597                 return NULL;
1598
1599         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1600         if (isl_blk_is_error(blk))
1601                 goto error;
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1606
1607         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1608                 swap_vars(blk,
1609                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1610
1611         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1612                 swap_vars(blk,
1613                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1614
1615         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1616
1617         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1618         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1619         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1620 error:
1621         isl_basic_map_free(bmap);
1622         return NULL;
1623 }
1624
1625 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1626         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1627 {
1628         unsigned dim;
1629         unsigned nparam;
1630
1631         if (!bset)
1632                 return NULL;
1633
1634         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1635         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1636         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1637
1638         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1639 error:
1640         isl_basic_set_free(bset);
1641         return NULL;
1642 }
1643
1644 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1645 {
1646         int i = 0;
1647         unsigned total;
1648         if (!bmap)
1649                 goto error;
1650         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1651         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1652         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1653         if (bmap->n_eq > 0)
1654                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1655         else {
1656                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1657                 if (i < 0)
1658                         goto error;
1659         }
1660         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1661         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1662         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1663         isl_vec_free(bmap->sample);
1664         bmap->sample = NULL;
1665         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1666 error:
1667         isl_basic_map_free(bmap);
1668         return NULL;
1669 }
1670
1671 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1672 {
1673         return (struct isl_basic_set *)
1674                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1675 }
1676
1677 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" (without modifying any of the constraints
1678  * of "bmap").
1679  */
1680 static void swap_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1681 {
1682         isl_int *t = bmap->div[a];
1683         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1684         bmap->div[b] = t;
1685 }
1686
1687 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" and adjust the constraints and
1688  * div definitions accordingly.
1689  */
1690 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1691 {
1692         int i;
1693         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1694
1695         swap_div(bmap, a, b);
1696
1697         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1698                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1699
1700         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1701                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1702
1703         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1704                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1705         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1706 }
1707
1708 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1709  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1710  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1711  */
1712 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1713         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1714 {
1715         int i;
1716
1717         if (!map)
1718                 return NULL;
1719         if (n == 0)
1720                 return map;
1721
1722         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1723                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1724                         "index out of bounds", goto error);
1725
1726         map = isl_map_cow(map);
1727         if (!map)
1728                 return NULL;
1729
1730         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1731                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1732                 if (!map->p[i])
1733                         goto error;
1734         }
1735         return map;
1736 error:
1737         isl_map_free(map);
1738         return NULL;
1739 }
1740
1741 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1742  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1743  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1744  */
1745 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1746         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1747 {
1748         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1749 }
1750
1751 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1752  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1753  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1754  */
1755 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1756         unsigned first, unsigned n)
1757 {
1758         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1759 }
1760
1761 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1762         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1763 {
1764         if (!bmap)
1765                 return NULL;
1766         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1767                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1768         if (!bmap)
1769                 return NULL;
1770         bmap->n_div = 0;
1771         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1772 }
1773
1774 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1775         __isl_take isl_basic_set *bset)
1776 {
1777         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1778                         (struct isl_basic_map *)bset);
1779 }
1780
1781 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1782 {
1783         int i;
1784
1785         if (!map)
1786                 return NULL;
1787         if (map->n == 0)
1788                 return map;
1789
1790         map = isl_map_cow(map);
1791         if (!map)
1792                 return NULL;
1793         
1794         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1795                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1796                 if (!map->p[i])
1797                         goto error;
1798         }
1799         return map;
1800 error:
1801         isl_map_free(map);
1802         return NULL;
1803 }
1804
1805 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1806 {
1807         return isl_map_remove_divs(set);
1808 }
1809
1810 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1811         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1812 {
1813         if (!bmap)
1814                 return NULL;
1815         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1816                         goto error);
1817         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1818                 return bmap;
1819         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1820                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1821         if (!bmap)
1822                 return bmap;
1823         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1824                 return bmap;
1825         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1826         return bmap;
1827 error:
1828         isl_basic_map_free(bmap);
1829         return NULL;
1830 }
1831
1832 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1833  * any of the given variables.
1834  */
1835 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1836         unsigned first, unsigned n)
1837 {
1838         int i;
1839         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1840
1841         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1842                 return 0;
1843         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1844                 return 1;
1845
1846         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1847                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1848                         continue;
1849                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1850                         return 1;
1851         }
1852
1853         return 0;
1854 }
1855
1856 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1857  * based on inequality "i".
1858  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1859  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1860  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1861  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1862  *
1863  * The calling function has already checked that the inequality does not
1864  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1865  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1866  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1867  *
1868  * Let "div" be of the form
1869  *
1870  *      q = floor((a + f(x))/d)
1871  *
1872  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1873  *
1874  *      b + f(x) >= 0
1875  *
1876  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1877  * However, we allow a slightly more general form
1878  *
1879  *      b + g(x) >= 0
1880  *
1881  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1882  * divisible by d.
1883  * Rewriting this constraint as
1884  *
1885  *      0 >= -b - g(x)
1886  *
1887  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1888  *
1889  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1890  *
1891  * Taking the floor on both sides, we obtain
1892  *
1893  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1894  *
1895  * or
1896  *
1897  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1898  *
1899  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1900  *
1901  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1902  *
1903  */
1904 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1905         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1906         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1907 {
1908         int j;
1909
1910         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1911                 if (lb) {
1912                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1913                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1914                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1915                 }
1916                 if (ub) {
1917                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1918                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1919                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1920                 }
1921         }
1922         if (!lb && !ub)
1923                 return bmap;
1924
1925         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1926         if (lb) {
1927                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1928                 if (k < 0)
1929                         goto error;
1930                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1931                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1932                                         bmap->div[div][1 + j]);
1933                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1934                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1935                 }
1936                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1937         }
1938         if (ub) {
1939                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1940                 if (k < 0)
1941                         goto error;
1942                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1943                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1944                                         bmap->div[div][1 + j]);
1945                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1946                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1947                 }
1948                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1949         }
1950
1951         return bmap;
1952 error:
1953         isl_basic_map_free(bmap);
1954         return NULL;
1955 }
1956
1957 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1958  * using Fourier-Motzkin.
1959  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1960  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1961  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1962  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1963  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1964  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1965  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1966  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1967  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1968  * on "div".
1969  *
1970  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1971  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1972  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1973  * Consider, for example, the set
1974  *
1975  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1976  *
1977  * The second constraint can be rewritten as
1978  *
1979  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1980  *
1981  * from which we can derive
1982  *
1983  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1984  *
1985  * or
1986  *
1987  *      i + 2j <= 3 + 2k
1988  *
1989  * Combined with the first constraint, we obtain
1990  *
1991  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1992  *
1993  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1994  * the first constraint, we obtain
1995  *
1996  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1997  *
1998  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1999  *
2000  *      k >= -2
2001  */
2002 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
2003         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
2004 {
2005         int i;
2006         int check_lb, check_ub;
2007         isl_int v;
2008         unsigned total;
2009
2010         if (!bmap)
2011                 return NULL;
2012
2013         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2014                 return bmap;
2015
2016         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2017
2018         check_lb = 0;
2019         check_ub = 0;
2020         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2021                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2022                 if (s > 0)
2023                         check_ub = 1;
2024                 if (s < 0)
2025                         check_lb = 1;
2026         }
2027
2028         if (!check_lb && !check_ub)
2029                 return bmap;
2030
2031         isl_int_init(v);
2032
2033         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2034                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2035                         continue;
2036
2037                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2038                                                         check_lb, check_ub);
2039         }
2040
2041         isl_int_clear(v);
2042
2043         return bmap;
2044 }
2045
2046 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2047  * in their definitions.
2048  */
2049 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2050         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2051         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2052 {
2053         int i;
2054
2055         if (!bmap)
2056                 return NULL;
2057         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2058                         goto error);
2059         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2060
2061         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2062                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2063                         continue;
2064                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2065                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2066                 if (!bmap)
2067                         return NULL;
2068                 i = bmap->n_div;
2069         }
2070
2071         return bmap;
2072 error:
2073         isl_basic_map_free(bmap);
2074         return NULL;
2075 }
2076
2077 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2078         __isl_take isl_basic_set *bset,
2079         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2080 {
2081         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2082 }
2083
2084 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2085         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2086 {
2087         int i;
2088
2089         if (!map)
2090                 return NULL;
2091         if (map->n == 0)
2092                 return map;
2093
2094         map = isl_map_cow(map);
2095         if (!map)
2096                 return NULL;
2097
2098         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2099                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2100                                                                 type, first, n);
2101                 if (!map->p[i])
2102                         goto error;
2103         }
2104         return map;
2105 error:
2106         isl_map_free(map);
2107         return NULL;
2108 }
2109
2110 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2111         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2112 {
2113         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2114                                                               type, first, n);
2115 }
2116
2117 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2118  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2119  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2120  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2121  * div.
2122  */
2123 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2124         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2125 {
2126         int i;
2127
2128         if (!bmap)
2129                 return -1;
2130
2131         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2132                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2133                         "index out of bounds", return -1);
2134
2135         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2136         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2137                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2138                         return 1;
2139         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2140                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2141                         return 1;
2142         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2143                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2144                         continue;
2145                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2146                         return 1;
2147         }
2148
2149         return 0;
2150 }
2151
2152 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2153         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2154 {
2155         int i;
2156
2157         if (!map)
2158                 return -1;
2159
2160         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2161                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2162                         "index out of bounds", return -1);
2163
2164         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2165                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2166                                                             type, first, n);
2167                 if (involves < 0 || involves)
2168                         return involves;
2169         }
2170
2171         return 0;
2172 }
2173
2174 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2175         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2176 {
2177         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2178 }
2179
2180 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2181         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2182 {
2183         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2184 }
2185
2186 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2187  * on unknown divs.
2188  */
2189 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2190 {
2191         int i;
2192         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2193
2194         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2195                 return 1;
2196
2197         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2198                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2199                         continue;
2200                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2201                         return 1;
2202         }
2203
2204         return 0;
2205 }
2206
2207 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2208  */
2209 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2210         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2211 {
2212         int i;
2213
2214         if (!bmap)
2215                 return NULL;
2216
2217         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2218                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2219                         continue;
2220                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2221                 if (!bmap)
2222                         return NULL;
2223                 i = bmap->n_div;
2224         }
2225
2226         return bmap;
2227 }
2228
2229 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2230  */
2231 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2232         __isl_take isl_basic_set *bset)
2233 {
2234         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2235 }
2236
2237 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2238 {
2239         int i;
2240
2241         if (!map)
2242                 return NULL;
2243         if (map->n == 0)
2244                 return map;
2245
2246         map = isl_map_cow(map);
2247         if (!map)
2248                 return NULL;
2249
2250         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2251                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2252                 if (!map->p[i])
2253                         goto error;
2254         }
2255         return map;
2256 error:
2257         isl_map_free(map);
2258         return NULL;
2259 }
2260
2261 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2262 {
2263         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2264 }
2265
2266 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2267         __isl_take isl_basic_set *bset,
2268         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2269 {
2270         return (isl_basic_set *)
2271             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2272 }
2273
2274 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2275         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2276 {
2277         int i;
2278
2279         if (n == 0)
2280                 return map;
2281
2282         map = isl_map_cow(map);
2283         if (!map)
2284                 return NULL;
2285         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2286         
2287         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2288                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2289                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2290                 if (!map->p[i])
2291                         goto error;
2292         }
2293         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2294         return map;
2295 error:
2296         isl_map_free(map);
2297         return NULL;
2298 }
2299
2300 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2301         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2302 {
2303         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2304 }
2305
2306 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2307 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2308         unsigned first, unsigned n)
2309 {
2310         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2311 }
2312
2313 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2314                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2315 {
2316         const char *name;
2317         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2318         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2319         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2320         if (!pos)
2321                 isl_int_print(out, c, 0);
2322         else {
2323                 if (!isl_int_is_one(c))
2324                         isl_int_print(out, c, 0);
2325                 if (pos < 1 + nparam) {
2326                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2327                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2328                         if (name)
2329                                 fprintf(out, "%s", name);
2330                         else
2331                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2332                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2333                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2334                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2335                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2336                 else
2337                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2338         }
2339 }
2340
2341 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2342                                 int sign, FILE *out)
2343 {
2344         int i;
2345         int first;
2346         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2347         isl_int v;
2348
2349         isl_int_init(v);
2350         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2351                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2352                         continue;
2353                 if (!first)
2354                         fprintf(out, " + ");
2355                 first = 0;
2356                 isl_int_abs(v, c[i]);
2357                 dump_term(bmap, v, i, out);
2358         }
2359         isl_int_clear(v);
2360         if (first)
2361                 fprintf(out, "0");
2362 }
2363
2364 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2365                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2366 {
2367         int i;
2368
2369         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2370
2371         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2372         fprintf(out, " %s ", op);
2373         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2374
2375         fprintf(out, "\n");
2376
2377         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2378                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2379                         continue;
2380                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2381                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2382                 abort();
2383         }
2384 }
2385
2386 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2387                                 isl_int **c, unsigned n,
2388                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2389 {
2390         int i;
2391
2392         for (i = 0; i < n; ++i)
2393                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2394 }
2395
2396 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2397 {
2398         int j;
2399         int first = 1;
2400         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2401
2402         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2403                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2404                         continue;
2405                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2406                         fprintf(out, "+");
2407                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2408                 first = 0;
2409         }
2410 }
2411
2412 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2413 {
2414         int i;
2415
2416         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2417         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2418
2419         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2420                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2421                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2422                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2423                 fprintf(out, ")/");
2424                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2425                 fprintf(out, "]\n");
2426         }
2427 }
2428
2429 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2430         FILE *out, int indent)
2431 {
2432         if (!bset) {
2433                 fprintf(out, "null basic set\n");
2434                 return;
2435         }
2436
2437         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2438         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2439                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2440                         bset->extra, bset->flags);
2441         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2442 }
2443
2444 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2445         FILE *out, int indent)
2446 {
2447         if (!bmap) {
2448                 fprintf(out, "null basic map\n");
2449                 return;
2450         }
2451
2452         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2453         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2454                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2455                 bmap->ref,
2456                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2457                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2458         dump(bmap, out, indent);
2459 }
2460
2461 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2462 {
2463         unsigned total;
2464         if (!bmap)
2465                 return -1;
2466         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2467         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2468         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2469         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2470         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2471         return 0;
2472 }
2473
2474 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2475         unsigned flags)
2476 {
2477         struct isl_set *set;
2478
2479         if (!dim)
2480                 return NULL;
2481         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2482         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2483         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2484                         sizeof(struct isl_set) +
2485                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2486         if (!set)
2487                 goto error;
2488
2489         set->ctx = dim->ctx;
2490         isl_ctx_ref(set->ctx);
2491         set->ref = 1;
2492         set->size = n;
2493         set->n = 0;
2494         set->dim = dim;
2495         set->flags = flags;
2496         return set;
2497 error:
2498         isl_space_free(dim);
2499         return NULL;
2500 }
2501
2502 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2503                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2504 {
2505         struct isl_set *set;
2506         isl_space *dims;
2507
2508         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2509         if (!dims)
2510                 return NULL;
2511
2512         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2513         return set;
2514 }
2515
2516 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2517  */
2518 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2519 {
2520         int i;
2521         struct isl_map *grown = NULL;
2522
2523         if (!map)
2524                 return NULL;
2525         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2526         if (map->n + n <= map->size)
2527                 return map;
2528         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2529         if (!grown)
2530                 goto error;
2531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2532                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2533                 if (!grown->p[i])
2534                         goto error;
2535                 grown->n++;
2536         }
2537         isl_map_free(map);
2538         return grown;
2539 error:
2540         isl_map_free(grown);
2541         isl_map_free(map);
2542         return NULL;
2543 }
2544
2545 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2546  */
2547 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2548 {
2549         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2550 }
2551
2552 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2553 {
2554         int i;
2555         struct isl_set *dup;
2556
2557         if (!set)
2558                 return NULL;
2559
2560         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2561         if (!dup)
2562                 return NULL;
2563         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2564                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2565         return dup;
2566 }
2567
2568 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2569 {
2570         return isl_map_from_basic_map(bset);
2571 }
2572
2573 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2574 {
2575         struct isl_map *map;
2576
2577         if (!bmap)
2578                 return NULL;
2579
2580         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2581         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2582 }
2583
2584 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2585                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2586 {
2587         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2588                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2589 }
2590
2591 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2592 {
2593         int i;
2594
2595         if (!set)
2596                 return NULL;
2597
2598         if (--set->ref > 0)
2599                 return NULL;
2600
2601         isl_ctx_deref(set->ctx);
2602         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2603                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2604         isl_space_free(set->dim);
2605         free(set);
2606
2607         return NULL;
2608 }
2609
2610 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2611 {
2612         int i;
2613
2614         if (!set) {
2615                 fprintf(out, "null set\n");
2616                 return;
2617         }
2618
2619         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2620         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2621                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2622                         set->flags);
2623         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2624                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2625                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2626                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2627         }
2628 }
2629
2630 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2631 {
2632         int i;
2633
2634         if (!map) {
2635                 fprintf(out, "null map\n");
2636                 return;
2637         }
2638
2639         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2640         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2641                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2642                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2643                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2644         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2645                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2646                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2647                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2648         }
2649 }
2650
2651 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2652                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2653 {
2654         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2655
2656         if (!bmap || !bset)
2657                 goto error;
2658
2659         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2660                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2661
2662         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2663                 isl_assert(bset->ctx,
2664                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2665
2666         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2667         if (!bmap)
2668                 goto error;
2669         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2670                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2671         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2672         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2673
2674         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2675         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2676 error:
2677         isl_basic_map_free(bmap);
2678         isl_basic_set_free(bset);
2679         return NULL;
2680 }
2681
2682 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2683                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2684 {
2685         struct isl_basic_map *bmap_range;
2686
2687         if (!bmap || !bset)
2688                 goto error;
2689
2690         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2691                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2692
2693         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2694                 isl_assert(bset->ctx,
2695                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2696
2697         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2698                 isl_basic_set_free(bset);
2699                 return bmap;
2700         }
2701
2702         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2703         if (!bmap)
2704                 goto error;
2705         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2706                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2707         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2708         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2709
2710         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2711         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2712 error:
2713         isl_basic_map_free(bmap);
2714         isl_basic_set_free(bset);
2715         return NULL;
2716 }
2717
2718 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2719 {
2720         int i;
2721         unsigned total;
2722         isl_int s;
2723
2724         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2725         if (total != vec->size)
2726                 return -1;
2727
2728         isl_int_init(s);
2729
2730         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2731                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2732                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2733                         isl_int_clear(s);
2734                         return 0;
2735                 }
2736         }
2737
2738         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2739                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2740                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2741                         isl_int_clear(s);
2742                         return 0;
2743                 }
2744         }
2745
2746         isl_int_clear(s);
2747
2748         return 1;
2749 }
2750
2751 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2752 {
2753         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2754 }
2755
2756 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2757                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2758 {
2759         struct isl_vec *sample = NULL;
2760
2761         if (!bmap1 || !bmap2)
2762                 goto error;
2763
2764         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2765                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2766         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2767                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2768             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2769                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2770                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2771
2772         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2773                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2774                 isl_assert(bmap1->ctx,
2775                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2776
2777         if (bmap1->sample &&
2778             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2779             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2780                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2781         else if (bmap2->sample &&
2782             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2783             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2784                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2785
2786         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2787         if (!bmap1)
2788                 goto error;
2789         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2790                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2791         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2792
2793         if (!bmap1)
2794                 isl_vec_free(sample);
2795         else if (sample) {
2796                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2797                 bmap1->sample = sample;
2798         }
2799
2800         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2801         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2802 error:
2803         if (sample)
2804                 isl_vec_free(sample);
2805         isl_basic_map_free(bmap1);
2806         isl_basic_map_free(bmap2);
2807         return NULL;
2808 }
2809
2810 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2811                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2812 {
2813         return (struct isl_basic_set *)
2814                 isl_basic_map_intersect(
2815                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2816                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2817 }
2818
2819 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2820         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2821 {
2822         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2823 }
2824
2825 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2826  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2827  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2828  * added to the other map.
2829  */
2830 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2831         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2832 {
2833         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2834         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2835         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2836         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2837
2838         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2839                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2840
2841         isl_assert(map2->ctx,
2842                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2843
2844         map1 = isl_map_cow(map1);
2845         if (!map1)
2846                 goto error;
2847         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2848                 isl_map_free(map2);
2849                 return map1;
2850         }
2851         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2852         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2853                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2854         else
2855                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2856                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2857
2858         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2859         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2860         if (!map1->p[0])
2861                 goto error;
2862
2863         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2864                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2865                 map1->n = 0;
2866         }
2867
2868         isl_map_free(map2);
2869
2870         return map1;
2871 error:
2872         isl_map_free(map1);
2873         isl_map_free(map2);
2874         return NULL;
2875 }
2876
2877 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2878  * space as map1.
2879  */
2880 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2881         __isl_take isl_map *map2)
2882 {
2883         unsigned flags = 0;
2884         isl_map *result;
2885         int i, j;
2886
2887         if (!map1 || !map2)
2888                 goto error;
2889
2890         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2891              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2892             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2893                 isl_map_free(map2);
2894                 return map1;
2895         }
2896         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2897              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2898             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2899                 isl_map_free(map1);
2900                 return map2;
2901         }
2902
2903         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2904             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2905             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2906             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2907              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2908                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2909
2910         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2911                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2912                 isl_assert(map1->ctx,
2913                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2914
2915         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2916             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2917                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2918
2919         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2920                                 map1->n * map2->n, flags);
2921         if (!result)
2922                 goto error;
2923         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2924                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2925                         struct isl_basic_map *part;
2926                         part = isl_basic_map_intersect(
2927                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2928                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2929                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2930                                 part = isl_basic_map_free(part);
2931                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2932                         if (!result)
2933                                 goto error;
2934                 }
2935         isl_map_free(map1);
2936         isl_map_free(map2);
2937         return result;
2938 error:
2939         isl_map_free(map1);
2940         isl_map_free(map2);
2941         return NULL;
2942 }
2943
2944 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2945         __isl_take isl_map *map2)
2946 {
2947         if (!map1 || !map2)
2948                 goto error;
2949         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2950                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2951                         "spaces don't match", goto error);
2952         return map_intersect_internal(map1, map2);
2953 error:
2954         isl_map_free(map1);
2955         isl_map_free(map2);
2956         return NULL;
2957 }
2958
2959 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2960         __isl_take isl_map *map2)
2961 {
2962         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2963 }
2964
2965 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2966 {
2967         return (struct isl_set *)
2968                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2969                                   (struct isl_map *)set2);
2970 }
2971
2972 /* map_intersect_internal accepts intersections
2973  * with parameter domains, so we can just call that function.
2974  */
2975 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2976                 __isl_take isl_set *params)
2977 {
2978         return map_intersect_internal(map, params);
2979 }
2980
2981 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2982         __isl_take isl_map *map2)
2983 {
2984         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2985 }
2986
2987 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2988                 __isl_take isl_set *params)
2989 {
2990         return isl_map_intersect_params(set, params);
2991 }
2992
2993 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2994 {
2995         isl_space *dim;
2996         struct isl_basic_set *bset;
2997         unsigned in;
2998
2999         if (!bmap)
3000                 return NULL;
3001         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3002         if (!bmap)
3003                 return NULL;
3004         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
3005         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3006         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3007         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
3008         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
3009 }
3010
3011 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
3012         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3013 {
3014         isl_space *space;
3015
3016         if (!bmap)
3017                 return NULL;
3018         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3019                 return bmap;
3020
3021         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3022         space = isl_space_reset(space, type);
3023         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3024         return bmap;
3025 }
3026
3027 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3028         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3029         unsigned pos, unsigned n)
3030 {
3031         isl_space *res_dim;
3032         struct isl_basic_map *res;
3033         struct isl_dim_map *dim_map;
3034         unsigned total, off;
3035         enum isl_dim_type t;
3036
3037         if (n == 0)
3038                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3039
3040         if (!bmap)
3041                 return NULL;
3042
3043         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3044
3045         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3046         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3047         off = 0;
3048         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3049                 if (t != type) {
3050                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3051                 } else {
3052                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3053                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3054                                                 0, pos, off);
3055                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3056                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3057                 }
3058                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3059         }
3060         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3061
3062         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3063                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3064         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3065                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3066         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3067                 isl_basic_map_free(bmap);
3068                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3069         }
3070         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3071         return isl_basic_map_finalize(res);
3072 }
3073
3074 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3075         __isl_take isl_basic_set *bset,
3076         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3077 {
3078         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3079 }
3080
3081 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3082                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3083 {
3084         if (!bmap)
3085                 return NULL;
3086         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3087                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3088 }
3089
3090 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3091                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3092 {
3093         if (!bset)
3094                 return NULL;
3095         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3096         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3097 error:
3098         isl_basic_set_free(bset);
3099         return NULL;
3100 }
3101
3102 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3103         enum isl_dim_type type)
3104 {
3105         isl_space *space;
3106
3107         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3108                 return map;
3109
3110         space = isl_map_get_space(map);
3111         space = isl_space_reset(space, type);
3112         map = isl_map_reset_space(map, space);
3113         return map;
3114 }
3115
3116 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3117                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3118 {
3119         int i;
3120
3121         if (n == 0)
3122                 return map_space_reset(map, type);
3123
3124         map = isl_map_cow(map);
3125         if (!map)
3126                 return NULL;
3127
3128         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3129         if (!map->dim)
3130                 goto error;
3131
3132         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3133                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3134                 if (!map->p[i])
3135                         goto error;
3136         }
3137
3138         return map;
3139 error:
3140         isl_map_free(map);
3141         return NULL;
3142 }
3143
3144 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3145                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3146 {
3147         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3148 }
3149
3150 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3151                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3152 {
3153         if (!map)
3154                 return NULL;
3155         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3156 }
3157
3158 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3159                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3160 {
3161         if (!set)
3162                 return NULL;
3163         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3164         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3165 error:
3166         isl_set_free(set);
3167         return NULL;
3168 }
3169
3170 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3171         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3172         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3173         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3174 {
3175         struct isl_dim_map *dim_map;
3176         struct isl_basic_map *res;
3177         enum isl_dim_type t;
3178         unsigned total, off;
3179
3180         if (!bmap)
3181                 return NULL;
3182         if (n == 0)
3183                 return bmap;
3184
3185         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3186                 goto error);
3187
3188         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3189                 return bmap;
3190
3191         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3192
3193         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3194             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3195                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3196                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3197                 if (!bmap)
3198                         return NULL;
3199
3200                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3201                                                 src_type, src_pos, n);
3202                 if (!bmap->dim)
3203                         goto error;
3204
3205                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3206
3207                 return bmap;
3208         }
3209
3210         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3211         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3212
3213         off = 0;
3214         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3215                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3216                 if (t == dst_type) {
3217                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3218                                             0, dst_pos, off);
3219                         off += dst_pos;
3220                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3221                                             src_pos, n, off);
3222                         off += n;
3223                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3224                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3225                         off += size - dst_pos;
3226                 } else if (t == src_type) {
3227                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3228                                             0, src_pos, off);
3229                         off += src_pos;
3230                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3231                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3232                         off += size - src_pos - n;
3233                 } else {
3234                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3235                         off += size;
3236                 }
3237         }
3238         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3239
3240         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3241                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3242         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3243         if (!bmap)
3244                 goto error;
3245
3246         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3247                                         src_type, src_pos, n);
3248         if (!bmap->dim)
3249                 goto error;
3250
3251         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3252         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3253         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3254
3255         return bmap;
3256 error:
3257         isl_basic_map_free(bmap);
3258         return NULL;
3259 }
3260
3261 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3262         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3263         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3264 {
3265         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3266                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3267 }
3268
3269 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3270         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3271         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3272 {
3273         if (!set)
3274                 return NULL;
3275         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3276         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3277                                         src_type, src_pos, n);
3278 error:
3279         isl_set_free(set);
3280         return NULL;
3281 }
3282
3283 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3284         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3285         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3286 {
3287         int i;
3288
3289         if (!map)
3290                 return NULL;
3291         if (n == 0)
3292                 return map;
3293
3294         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3295                 goto error);
3296
3297         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3298                 return map;
3299
3300         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3301
3302         map = isl_map_cow(map);
3303         if (!map)
3304                 return NULL;
3305
3306         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3307         if (!map->dim)
3308                 goto error;
3309
3310         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3311                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3312                                                 dst_type, dst_pos,
3313                                                 src_type, src_pos, n);
3314                 if (!map->p[i])
3315                         goto error;
3316         }
3317
3318         return map;
3319 error:
3320         isl_map_free(map);
3321         return NULL;
3322 }
3323
3324 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3325  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3326  * That's the responsibility of the caller.
3327  */
3328 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3329         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3330 {
3331         struct isl_dim_map *dim_map;
3332         struct isl_basic_map *res;
3333         enum isl_dim_type t;
3334         unsigned total, off;
3335
3336         if (!bmap)
3337                 return NULL;
3338         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3339                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3340                 return bmap;
3341
3342         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3343         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3344
3345         off = 0;
3346         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3347                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3348                 if (t == type) {
3349                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3350                                             0, first, off);
3351                         off += first;
3352                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3353                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3354                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3355                                             first + n, size - (first + n), off);
3356                         off += size - (first + n);
3357                 } else {
3358                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3359                         off += size;
3360                 }
3361         }
3362         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3363
3364         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3365                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3366         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3367         return res;
3368 }
3369
3370 /* Insert "n" rows in the divs of "bmap".
3371  *
3372  * The number of columns is not changed, which means that the last
3373  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the new divs.
3374  * The space of "bmap" is not adjusted, however, which means
3375  * that "bmap" is left in an inconsistent state.  Removing "n" dimensions
3376  * from the space of "bmap" is the responsibility of the caller.
3377  */
3378 static __isl_give isl_basic_map *insert_div_rows(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3379         int n)
3380 {
3381         int i;
3382         size_t row_size;
3383         isl_int **new_div;
3384         isl_int *old;
3385
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                 return isl_basic_map_free(bmap);
3396         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3397         if (!new_div)
3398                 return isl_basic_map_free(bmap);
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         return bmap;
3412 }
3413
3414 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3415  * into existentially quantified variables.
3416  */
3417 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3418                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3419                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3420 {
3421         if (n == 0)
3422                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3423
3424         if (!bmap)
3425                 return NULL;
3426
3427         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3428                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3429
3430         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3431                         goto error);
3432
3433         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3434         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3435         bmap = insert_div_rows(bmap, n);
3436         if (!bmap)
3437                 return NULL;
3438
3439         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3440         if (!bmap->dim)
3441                 goto error;
3442         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3443         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3444         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3445 error:
3446         isl_basic_map_free(bmap);
3447         return NULL;
3448 }
3449
3450 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3451  * into existentially quantified variables.
3452  */
3453 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3454                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3455 {
3456         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3457                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3458 }
3459
3460 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3461  * into existentially quantified variables.
3462  */
3463 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3464                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3465 {
3466         int i;
3467
3468         if (!map)
3469                 return NULL;
3470
3471         if (n == 0)
3472                 return map_space_reset(map, type);
3473
3474         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3475
3476         map = isl_map_cow(map);
3477         if (!map)
3478                 return NULL;
3479
3480         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3481         if (!map->dim)
3482                 goto error;
3483
3484         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3485                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3486                 if (!map->p[i])
3487                         goto error;
3488         }
3489
3490         return map;
3491 error:
3492         isl_map_free(map);
3493         return NULL;
3494 }
3495
3496 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3497  * into existentially quantified variables.
3498  */
3499 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3500                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3501 {
3502         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3503 }
3504
3505 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3506 {
3507         int i, j;
3508
3509         for (i = 0; i < n; ++i) {
3510                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3511                 if (j < 0)
3512                         goto error;
3513                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3514         }
3515         return bmap;
3516 error:
3517         isl_basic_map_free(bmap);
3518         return NULL;
3519 }
3520
3521 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3522                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3523 {
3524         isl_space *dim_result = NULL;
3525         struct isl_basic_map *bmap;
3526         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3527         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3528
3529         if (!bmap1 || !bmap2)
3530                 goto error;
3531
3532         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3533                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3534
3535         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3536         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3537         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3538         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3539
3540         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3541         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3542         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3543         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3544         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3545         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3546         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3547         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3548         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3549         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3550         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3551
3552         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3553                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3554                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3555                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3556         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3557         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3558         bmap = add_divs(bmap, n);
3559         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3560         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3561         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3562 error:
3563         isl_basic_map_free(bmap1);
3564         isl_basic_map_free(bmap2);
3565         return NULL;
3566 }
3567
3568 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3569                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3570 {
3571         if (!bset || !bmap)
3572                 goto error;
3573
3574         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3575                     goto error);
3576
3577         return (struct isl_basic_set *)
3578                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3579 error:
3580         isl_basic_set_free(bset);
3581         isl_basic_map_free(bmap);
3582         return NULL;
3583 }
3584
3585 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3586                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3587 {
3588         if (!bmap1 || !bmap2)
3589                 goto error;
3590
3591         isl_assert(bmap1->ctx,
3592             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3593         isl_assert(bmap1->ctx,
3594             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3595             goto error);
3596
3597         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3598         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3599         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3600 error:
3601         isl_basic_map_free(bmap1);
3602         isl_basic_map_free(bmap2);
3603         return NULL;
3604 }
3605
3606 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3607  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3608  */
3609 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3610                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3611 {
3612         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3613         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3614         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3615         int i;
3616
3617         if (!bmap1 || !bmap2)
3618                 goto error;
3619
3620         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3621                 goto error);
3622
3623         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3624         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3625         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3626
3627         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3628         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3629         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3630         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3631         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3632         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3633         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3634         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3635         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3636         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3637         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3638
3639         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3640                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3641                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3642                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3643         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3644                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3645                 if (j < 0)
3646                         goto error;
3647                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3648                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3649                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3650                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3651         }
3652         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3653         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3654         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3655
3656         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3657         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3658 error:
3659         isl_basic_map_free(bmap);
3660         isl_basic_map_free(bmap1);
3661         isl_basic_map_free(bmap2);
3662         return NULL;
3663 }
3664
3665 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3666  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3667  */
3668 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3669 {
3670         struct isl_map *result;
3671         int i, j;
3672
3673         if (!map1 || !map2)
3674                 goto error;
3675
3676         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3677
3678         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3679                                 map1->n * map2->n, 0);
3680         if (!result)
3681                 goto error;
3682         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3683                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3684                         struct isl_basic_map *part;
3685                         part = isl_basic_map_sum(
3686                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3687                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3688                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3689                                 isl_basic_map_free(part);
3690                         else
3691                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3692                         if (!result)
3693                                 goto error;
3694                 }
3695         isl_map_free(map1);
3696         isl_map_free(map2);
3697         return result;
3698 error:
3699         isl_map_free(map1);
3700         isl_map_free(map2);
3701         return NULL;
3702 }
3703
3704 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3705         __isl_take isl_set *set2)
3706 {
3707         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3708 }
3709
3710 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3711  */
3712 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3713 {
3714         int i, j;
3715         unsigned off, n;
3716
3717         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3718         if (!bmap)
3719                 return NULL;
3720
3721         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3722         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3723         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3724                 for (j = 0; j < n; ++j)
3725                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3726         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3727                 for (j = 0; j < n; ++j)
3728                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3729         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3730                 for (j = 0; j < n; ++j)
3731                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3732         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3733         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3734 }
3735
3736 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3737 {
3738         return isl_basic_map_neg(bset);
3739 }
3740
3741 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3742  */
3743 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3744 {
3745         int i;
3746
3747         map = isl_map_cow(map);
3748         if (!map)
3749                 return NULL;
3750
3751         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3752                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3753                 if (!map->p[i])
3754                         goto error;
3755         }
3756
3757         return map;
3758 error:
3759         isl_map_free(map);
3760         return NULL;
3761 }
3762
3763 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3764 {
3765         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3766 }
3767
3768 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3769  * A -> floor(f(A)/d).
3770  */
3771 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3772                 isl_int d)
3773 {
3774         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3775         struct isl_basic_map *result = NULL;
3776         struct isl_dim_map *dim_map;
3777         int i;
3778
3779         if (!bmap)
3780                 return NULL;
3781
3782         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3783         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3784         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3785
3786         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3787         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3788         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3789         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3790         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3791         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3792
3793         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3794                         bmap->n_div + n_out,
3795                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3796         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3797         result = add_divs(result, n_out);
3798         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3799                 int j;
3800                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3801                 if (j < 0)
3802                         goto error;
3803                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3804                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3805                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3806                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3807                 if (j < 0)
3808                         goto error;
3809                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3810                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3811                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3812                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3813         }
3814
3815         result = isl_basic_map_simplify(result);
3816         return isl_basic_map_finalize(result);
3817 error:
3818         isl_basic_map_free(result);
3819         return NULL;
3820 }
3821
3822 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3823  * A -> floor(f(A)/d).
3824  */
3825 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3826 {
3827         int i;
3828
3829         map = isl_map_cow(map);
3830         if (!map)
3831                 return NULL;
3832
3833         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3834         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3835         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3836                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3837                 if (!map->p[i])
3838                         goto error;
3839         }
3840
3841         return map;
3842 error:
3843         isl_map_free(map);
3844         return NULL;
3845 }
3846
3847 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3848 {
3849         int i;
3850         unsigned nparam;
3851         unsigned n_in;
3852
3853         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3854         if (i < 0)
3855                 goto error;
3856         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3857         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3858         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3859         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3860         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3861         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3862 error:
3863         isl_basic_map_free(bmap);
3864         return NULL;
3865 }
3866
3867 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3868  */
3869 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3870 {
3871         int i;
3872         unsigned nparam;
3873         unsigned n_in;
3874
3875         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3876         if (i < 0)
3877                 goto error;
3878         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3879         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3880         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3881         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3882         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3883         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3884         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3885 error:
3886         isl_basic_map_free(bmap);
3887         return NULL;
3888 }
3889
3890 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3891  */
3892 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3893         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3894 {
3895         int i;
3896         unsigned nparam;
3897         unsigned n_in;
3898
3899         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3900         if (i < 0)
3901                 goto error;
3902         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3903         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3904         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3905         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3906         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3907         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3908 error:
3909         isl_basic_map_free(bmap);
3910         return NULL;
3911 }
3912
3913 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3914  */
3915 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3916 {
3917         int i;
3918         unsigned nparam;
3919         unsigned n_in;
3920
3921         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3922         if (i < 0)
3923                 goto error;
3924         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3925         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3926         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3927         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3928         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3929         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3930         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3931 error:
3932         isl_basic_map_free(bmap);
3933         return NULL;
3934 }
3935
3936 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3937  */
3938 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3939         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3940 {
3941         int i;
3942         unsigned nparam;
3943         unsigned n_in;
3944
3945         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3946         if (i < 0)
3947                 goto error;
3948         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3949         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3950         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3951         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3952         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3953         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3954 error:
3955         isl_basic_map_free(bmap);
3956         return NULL;
3957 }
3958
3959 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3960         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3961 {
3962         int i;
3963         struct isl_basic_map *bmap;
3964         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3965         if (!bmap)
3966                 return NULL;
3967         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3968                 bmap = var_equal(bmap, i);
3969         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3970 }
3971
3972 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3973  */
3974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3975         unsigned pos)
3976 {
3977         int i;
3978         struct isl_basic_map *bmap;
3979         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3980         if (!bmap)
3981                 return NULL;
3982         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3983                 bmap = var_equal(bmap, i);
3984         if (bmap)
3985                 bmap = var_less(bmap, pos);
3986         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3987 }
3988
3989 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3990  */
3991 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3992         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3993 {
3994         int i;
3995         isl_basic_map *bmap;
3996
3997         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3998         for (i = 0; i < pos; ++i)
3999                 bmap = var_equal(bmap, i);
4000         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
4001         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4002 }
4003
4004 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
4005  */
4006 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
4007         unsigned pos)
4008 {
4009         int i;
4010         struct isl_basic_map *bmap;
4011         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4012         if (!bmap)
4013                 return NULL;
4014         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
4015                 bmap = var_equal(bmap, i);
4016         if (bmap)
4017                 bmap = var_more(bmap, pos);
4018         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4019 }
4020
4021 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
4022  */
4023 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
4024         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4025 {
4026         int i;
4027         isl_basic_map *bmap;
4028
4029         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4030         for (i = 0; i < pos; ++i)
4031                 bmap = var_equal(bmap, i);
4032         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4033         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4034 }
4035
4036 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4037         unsigned n, int equal)
4038 {
4039         struct isl_map *map;
4040         int i;
4041
4042         if (n == 0 && equal)
4043                 return isl_map_universe(dims);
4044
4045         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4046
4047         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4048                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4049                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4050         if (n > 0) {
4051                 if (equal)
4052                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4053                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4054                 else
4055                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4056                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4057         } else
4058                 isl_space_free(dims);
4059
4060         return map;
4061 }
4062
4063 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4064 {
4065         if (!dims)
4066                 return NULL;
4067         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4068 }
4069
4070 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4071 {
4072         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4073 }
4074
4075 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4076 {
4077         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4078 }
4079
4080 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4081 {
4082         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4083 }
4084
4085 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4086 {
4087         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4088 }
4089
4090 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4091         unsigned n, int equal)
4092 {
4093         struct isl_map *map;
4094         int i;
4095
4096         if (n == 0 && equal)
4097                 return isl_map_universe(dims);
4098
4099         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4100
4101         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4102                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4103                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4104         if (n > 0) {
4105                 if (equal)
4106                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4107                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4108                 else
4109                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4110                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4111         } else
4112                 isl_space_free(dims);
4113
4114         return map;
4115 }
4116
4117 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4118 {
4119         if (!dims)
4120                 return NULL;
4121         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4122 }
4123
4124 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4125 {
4126         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4127 }
4128
4129 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4130 {
4131         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4132 }
4133
4134 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4135 {
4136         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4137 }
4138
4139 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4140 {
4141         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4142 }
4143
4144 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4145         __isl_take isl_set *set2)
4146 {
4147         isl_map *map;
4148         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4149         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4150         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4151         return map;
4152 }
4153
4154 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4155         __isl_take isl_set *set2)
4156 {
4157         isl_map *map;
4158         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4159         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4160         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4161         return map;
4162 }
4163
4164 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4165         __isl_take isl_set *set2)
4166 {
4167         isl_map *map;
4168         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4169         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4170         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4171         return map;
4172 }
4173
4174 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4175         __isl_take isl_set *set2)
4176 {
4177         isl_map *map;
4178         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4179         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4180         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4181         return map;
4182 }
4183
4184 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4185         __isl_take isl_map *map2)
4186 {
4187         isl_map *map;
4188         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4189         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4190         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4191         return map;
4192 }
4193
4194 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4195         __isl_take isl_map *map2)
4196 {
4197         isl_map *map;
4198         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4199         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4200         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4201         return map;
4202 }
4203
4204 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4205         __isl_take isl_map *map2)
4206 {
4207         isl_map *map;
4208         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4209         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4210         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4211         return map;
4212 }
4213
4214 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4215         __isl_take isl_map *map2)
4216 {
4217         isl_map *map;
4218         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4219         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4220         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4221         return map;
4222 }
4223
4224 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4225         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4226 {
4227         struct isl_basic_map *bmap;
4228
4229         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4230         if (!bset || !dim)
4231                 goto error;
4232
4233         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4234         isl_space_free(bset->dim);
4235         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4236         bmap->dim = dim;
4237         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4238 error:
4239         isl_basic_set_free(bset);
4240         isl_space_free(dim);
4241         return NULL;
4242 }
4243
4244 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4245 {
4246         if (!bmap)
4247                 goto error;
4248         if (bmap->dim->n_in == 0)
4249                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4250         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4251         if (!bmap)
4252                 goto error;
4253         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4254         if (!bmap->dim)
4255                 goto error;
4256         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4257         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4258 error:
4259         isl_basic_map_free(bmap);
4260         return NULL;
4261 }
4262
4263 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4264  *
4265  *              f - m d >= 0
4266  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4267  *
4268  * Note that the second constraint is the negation of
4269  *
4270  *              f - m d >= n
4271  */
4272 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4273         unsigned pos, isl_int *div)
4274 {
4275         int i, j;
4276         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4277
4278         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4279         if (i < 0)
4280                 return -1;
4281         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4282         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4283
4284         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4285         if (j < 0)
4286                 return -1;
4287         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4288         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4289         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4290         return j;
4291 }
4292
4293 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4294         unsigned pos, isl_int *div)
4295 {
4296         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4297                                                         pos, div);
4298 }
4299
4300 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4301 {
4302         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4303         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4304
4305         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4306                                                         bmap->div[div]);
4307 }
4308
4309 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4310 {
4311         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4312 }
4313
4314 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4315                 struct isl_basic_map *bmap)
4316 {
4317         if (!bmap)
4318                 goto error;
4319         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4320             bmap->n_div == 0 &&
4321             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4322             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4323                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4324         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4325         if (!bmap)
4326                 goto error;
4327         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4328         if (!bmap->dim)
4329                 goto error;
4330         bmap->extra -= bmap->n_div;
4331         bmap->n_div = 0;
4332         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4333         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4334 error:
4335         isl_basic_map_free(bmap);
4336         return NULL;
4337 }
4338
4339 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4340                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4341 {
4342         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4343 }
4344
4345 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4346         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4347 {
4348         struct isl_basic_map *bmap;
4349         struct isl_ctx *ctx;
4350         unsigned total;
4351         int i;
4352
4353         if (!bset || !like)
4354                 goto error;
4355         ctx = bset->ctx;
4356         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4357         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4358         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4359                         goto error);
4360         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4361                 isl_basic_map_free(like);
4362                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4363         }
4364         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4365         if (!bset)
4366                 goto error;
4367         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4368         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4369         isl_space_free(bmap->dim);
4370         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4371         if (!bmap->dim)
4372                 goto error;
4373         bmap->n_div = like->n_div;
4374         bmap->extra += like->n_div;
4375         if (bmap->extra) {
4376                 unsigned ltotal;
4377                 isl_int **div;
4378                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4379                 if (ltotal > total)
4380                         ltotal = total;
4381                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4382                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4383                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4384                         goto error;
4385                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4386                 if (!div)
4387                         goto error;
4388                 bmap->div = div;
4389                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4390                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4391                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4392                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4393                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4394                 }
4395                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4396                                                         0, 2 * like->n_div);
4397                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4398                         if (!bmap)
4399                                 break;
4400                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4401                                 continue;
4402                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4403                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4404                 }
4405         }
4406         isl_basic_map_free(like);
4407         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4408         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4409         return bmap;
4410 error:
4411         isl_basic_map_free(like);
4412         isl_basic_set_free(bset);
4413         return NULL;
4414 }
4415
4416 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4417         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4418 {
4419         return (struct isl_basic_set *)
4420                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4421 }
4422
4423 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4424         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4425 {
4426         int i;
4427
4428         if (!set || !like)
4429                 goto error;
4430         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4431                     goto error);
4432         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4433                 isl_basic_set_free(like);
4434                 return set;
4435         }
4436         set = isl_set_cow(set);
4437         if (!set)
4438                 goto error;
4439         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4440                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4441                                                       isl_basic_set_copy(like));
4442                 if (!set->p[i])
4443                         goto error;
4444         }
4445         isl_space_free(set->dim);
4446         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4447         if (!set->dim)
4448                 goto error;
4449         isl_basic_set_free(like);
4450         return set;
4451 error:
4452         isl_basic_set_free(like);
4453         isl_set_free(set);
4454         return NULL;
4455 }
4456
4457 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4458 {
4459         int i;
4460
4461         map = isl_map_cow(map);
4462         if (!map)
4463                 return NULL;
4464         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4465         if (!map->dim)
4466                 goto error;
4467
4468         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4469                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4470                                 goto error);
4471         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4472                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4473                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4474                 if (!map->p[i])
4475                         goto error;
4476         }
4477         if (map->n == 0)
4478                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4479         else {
4480                 isl_space_free(map->dim);
4481                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4482         }
4483         if (!map->dim)
4484                 goto error;
4485         return (struct isl_set *)map;
4486 error:
4487         isl_map_free(map);
4488         return NULL;
4489 }
4490
4491 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4492 {
4493         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4494 }
4495
4496 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4497         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4498 {
4499         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4500         if (!bmap || !dim)
4501                 goto error;
4502
4503         isl_space_free(bmap->dim);
4504         bmap->dim = dim;
4505
4506         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4507
4508         return bmap;
4509 error:
4510         isl_basic_map_free(bmap);
4511         isl_space_free(dim);
4512         return NULL;
4513 }
4514
4515 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4516         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4517 {
4518         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4519                                                         dim);
4520 }
4521
4522 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4523         __isl_take isl_space *dim)
4524 {
4525         int i;
4526
4527         map = isl_map_cow(map);
4528         if (!map || !dim)
4529                 goto error;
4530
4531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4532                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4533                                                     isl_space_copy(dim));
4534                 if (!map->p[i])
4535                         goto error;
4536         }
4537         isl_space_free(map->dim);
4538         map->dim = dim;
4539
4540         return map;
4541 error:
4542         isl_map_free(map);
4543         isl_space_free(dim);
4544         return NULL;
4545 }
4546
4547 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4548         __isl_take isl_space *dim)
4549 {
4550         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4551 }
4552
4553 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4554  */
4555 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4556 {
4557         isl_space *space;
4558         unsigned n;
4559
4560         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4561                 return bset;
4562
4563         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4564         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4565         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4566         space = isl_space_params(space);
4567         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4568         return bset;
4569 }
4570
4571 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4572  */
4573 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4574         __isl_take isl_basic_set *bset)
4575 {
4576         isl_space *space;
4577         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4578         space = isl_space_set_from_params(space);
4579         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4580         return bset;
4581 }
4582
4583 /* Compute the parameter domain of the given set.
4584  */
4585 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4586 {
4587         isl_space *space;
4588         unsigned n;
4589
4590         if (isl_set_is_params(set))
4591                 return set;
4592
4593         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4594         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4595         space = isl_set_get_space(set);
4596         space = isl_space_params(space);
4597         set = isl_set_reset_space(set, space);
4598         return set;
4599 }
4600
4601 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4602  */
4603 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4604 {
4605         isl_space *space;
4606         space = isl_set_get_space(set);
4607         space = isl_space_set_from_params(space);
4608         set = isl_set_reset_space(set, space);
4609         return set;
4610 }
4611
4612 /* Compute the parameter domain of the given map.
4613  */
4614 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4615 {
4616         isl_space *space;
4617         unsigned n;
4618
4619         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4620         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4621         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4622         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4623         space = isl_map_get_space(map);
4624         space = isl_space_params(space);
4625         map = isl_map_reset_space(map, space);
4626         return map;
4627 }
4628
4629 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4630 {
4631         isl_space *dim;
4632         struct isl_basic_set *domain;
4633         unsigned n_in;
4634         unsigned n_out;
4635
4636         if (!bmap)
4637                 return NULL;
4638         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4639
4640         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4641         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4642         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4643         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4644
4645         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4646
4647         return domain;
4648 }
4649
4650 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4651 {
4652         if (!bmap)
4653                 return -1;
4654         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4655 }
4656
4657 /* Is this basic map actually a set?
4658  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4659  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4660  */
4661 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4662 {
4663         if (!bmap)
4664                 return -1;
4665         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4666 }
4667
4668 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4669 {
4670         if (!bmap)
4671                 return NULL;
4672         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4673                 return bmap;
4674         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4675 }
4676
4677 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4678         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4679 {
4680         int i, k;
4681         isl_space *dim;
4682         isl_basic_map *domain;
4683         int nparam, n_in, n_out;
4684         unsigned total;
4685
4686         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4687         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4688         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4689
4690         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4691         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4692
4693         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4694         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4695         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4696
4697         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4698
4699         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4700                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4701                 if (k < 0)
4702                         goto error;
4703                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4704                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4705                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4706         }
4707
4708         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4709         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4710 error:
4711         isl_basic_map_free(bmap);
4712         return NULL;
4713 }
4714
4715 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4716         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4717 {
4718         int i, k;
4719         isl_space *dim;
4720         isl_basic_map *range;
4721         int nparam, n_in, n_out;
4722         unsigned total;
4723
4724         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4725         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4726         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4727
4728         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4729         range = isl_basic_map_universe(dim);
4730
4731         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4732         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4733         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4734
4735         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4736
4737         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4738                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4739                 if (k < 0)
4740                         goto error;
4741                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4742                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4743                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4744         }
4745
4746         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4747         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4748 error:
4749         isl_basic_map_free(bmap);
4750         return NULL;
4751 }
4752
4753 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4754 {
4755         if (!map)
4756                 return -1;
4757         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4758 }
4759
4760 /* Is this map actually a set?
4761  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4762  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4763  */
4764 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4765 {
4766         if (!map)
4767                 return -1;
4768         return isl_space_is_set(map->dim);
4769 }
4770
4771 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4772 {
4773         int i;
4774         struct isl_set *set;
4775
4776         if (!map)
4777                 goto error;
4778         if (isl_map_is_set(map))
4779                 return (isl_set *)map;
4780
4781         map = isl_map_cow(map);
4782         if (!map)
4783                 goto error;
4784
4785         set = (struct isl_set *) map;
4786         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4787         if (!set->dim)
4788                 goto error;
4789         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4790                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4791                 if (!set->p[i])
4792                         goto error;
4793         }
4794         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4795         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4796         return set;
4797 error:
4798         isl_map_free(map);
4799         return NULL;
4800 }
4801
4802 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4803 {
4804         int i;
4805         isl_space *domain_dim;
4806
4807         map = isl_map_cow(map);
4808         if (!map)
4809                 return NULL;
4810
4811         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4812         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4813         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4814         if (!map->dim)
4815                 goto error;
4816         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4817                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_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_range_map(__isl_take isl_map *map)
4830 {
4831         int i;
4832         isl_space *range_dim;
4833
4834         map = isl_map_cow(map);
4835         if (!map)
4836                 return NULL;
4837
4838         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4839         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4840         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4841         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4842         if (!map->dim)
4843                 goto error;
4844         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4845                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4846                 if (!map->p[i])
4847                         goto error;
4848         }
4849         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4850         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4851         return map;
4852 error:
4853         isl_map_free(map);
4854         return NULL;
4855 }
4856
4857 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4858         __isl_take isl_space *dim)
4859 {
4860         int i;
4861         struct isl_map *map = NULL;
4862
4863         set = isl_set_cow(set);
4864         if (!set || !dim)
4865                 goto error;
4866         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4867         map = (struct isl_map *)set;
4868         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4869                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4870                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4871                 if (!map->p[i])
4872                         goto error;
4873         }
4874         isl_space_free(map->dim);
4875         map->dim = dim;
4876         return map;
4877 error:
4878         isl_space_free(dim);
4879         isl_set_free(set);
4880         return NULL;
4881 }
4882
4883 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4884         __isl_take isl_basic_set *bset)
4885 {
4886         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4887 }
4888
4889 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4890         __isl_take isl_basic_set *bset)
4891 {
4892         isl_space *space;
4893         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4894         space = isl_space_from_range(space);
4895         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4896         return (isl_basic_map *)bset;
4897 }
4898
4899 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4900 {
4901         isl_space *space;
4902         space = isl_set_get_space(set);
4903         space = isl_space_from_range(space);
4904         set = isl_set_reset_space(set, space);
4905         return (struct isl_map *)set;
4906 }
4907
4908 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4909 {
4910         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4911 }
4912
4913 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4914         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4915 {
4916         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4917 }
4918
4919 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4920         __isl_take isl_set *range)
4921 {
4922         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4923 }
4924
4925 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4926 {
4927         int i;
4928         struct isl_set *set = NULL;
4929
4930         if (!map)
4931                 return NULL;
4932         map = isl_map_cow(map);
4933         if (!map)
4934                 return NULL;
4935         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4936         if (!map->dim)
4937                 goto error;
4938         set = (struct isl_set *)map;
4939         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4940                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4941                 if (!set->p[i])
4942                         goto error;
4943         }
4944         return set;
4945 error:
4946         isl_map_free(map);
4947         return NULL;
4948 }
4949
4950 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4951         unsigned flags)
4952 {
4953         struct isl_map *map;
4954
4955         if (!dim)
4956                 return NULL;
4957         if (n < 0)
4958                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4959                         "negative number of basic maps", goto error);
4960         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4961                         sizeof(struct isl_map) +
4962                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4963         if (!map)
4964                 goto error;
4965
4966         map->ctx = dim->ctx;
4967         isl_ctx_ref(map->ctx);
4968         map->ref = 1;
4969         map->size = n;
4970         map->n = 0;
4971         map->dim = dim;
4972         map->flags = flags;
4973         return map;
4974 error:
4975         isl_space_free(dim);
4976         return NULL;
4977 }
4978
4979 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4980                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4981                 unsigned flags)
4982 {
4983         struct isl_map *map;
4984         isl_space *dims;
4985
4986         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4987         if (!dims)
4988                 return NULL;
4989
4990         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4991         return map;
4992 }
4993
4994 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4995 {
4996         struct isl_basic_map *bmap;
4997         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4998         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4999         return bmap;
5000 }
5001
5002 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5003 {
5004         struct isl_basic_set *bset;
5005         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5006         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5007         return bset;
5008 }
5009
5010 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
5011 {
5012         struct isl_basic_map *bmap;
5013         if (!model)
5014                 return NULL;
5015         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5016         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5017         return bmap;
5018 }
5019
5020 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
5021 {
5022         struct isl_basic_map *bmap;
5023         if (!model)
5024                 return NULL;
5025         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5026         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5027         return bmap;
5028 }
5029
5030 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5031 {
5032         struct isl_basic_set *bset;
5033         if (!model)
5034                 return NULL;
5035         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5036         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5037         return bset;
5038 }
5039
5040 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5041 {
5042         struct isl_basic_map *bmap;
5043         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5044         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5045         return bmap;
5046 }
5047
5048 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5049 {
5050         struct isl_basic_set *bset;
5051         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5052         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5053         return bset;
5054 }
5055
5056 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5057 {
5058         int i;
5059         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5060         isl_basic_map *bmap;
5061
5062         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5063         for (i = 0; i < total; ++i) {
5064                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5065                 if (k < 0)
5066                         goto error;
5067                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5068                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5069         }
5070         return bmap;
5071 error:
5072         isl_basic_map_free(bmap);
5073         return NULL;
5074 }
5075
5076 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5077 {
5078         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5079 }
5080
5081 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5082 {
5083         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5084 }
5085
5086 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5087 {
5088         return isl_map_nat_universe(dim);
5089 }
5090
5091 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5092                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5093 {
5094         if (!model)
5095                 return NULL;
5096         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5097 }
5098
5099 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5100 {
5101         if (!model)
5102                 return NULL;
5103         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5104 }
5105
5106 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5107         __isl_keep isl_set *model)
5108 {
5109         if (!model)
5110                 return NULL;
5111         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5112 }
5113
5114 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5115 {
5116         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5117 }
5118
5119 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5120 {
5121         if (!model)
5122                 return NULL;
5123         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5124 }
5125
5126 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5127 {
5128         if (!model)
5129                 return NULL;
5130         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5131 }
5132
5133 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5134 {
5135         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5136 }
5137
5138 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5139 {
5140         if (!model)
5141                 return NULL;
5142         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5143 }
5144
5145 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5146 {
5147         struct isl_map *map;
5148         if (!dim)
5149                 return NULL;
5150         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5151         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5152         return map;
5153 }
5154
5155 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5156 {
5157         struct isl_set *set;
5158         if (!dim)
5159                 return NULL;
5160         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5161         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5162         return set;
5163 }
5164
5165 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5166 {
5167         if (!model)
5168                 return NULL;
5169         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5170 }
5171
5172 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5173 {
5174         int i;
5175         struct isl_map *dup;
5176
5177         if (!map)
5178                 return NULL;
5179         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5180         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5181                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5182         return dup;
5183 }
5184
5185 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5186                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5187 {
5188         if (!bmap || !map)
5189                 goto error;
5190         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5191                 isl_basic_map_free(bmap);
5192                 return map;
5193         }
5194         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5195         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5196         map->p[map->n] = bmap;
5197         map->n++;
5198         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5199         return map;
5200 error:
5201         if (map)
5202                 isl_map_free(map);
5203         if (bmap)
5204                 isl_basic_map_free(bmap);
5205         return NULL;
5206 }
5207
5208 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5209 {
5210         int i;
5211
5212         if (!map)
5213                 return NULL;
5214
5215         if (--map->ref > 0)
5216                 return NULL;
5217
5218         isl_ctx_deref(map->ctx);
5219         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5220                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5221         isl_space_free(map->dim);
5222         free(map);
5223
5224         return NULL;
5225 }
5226
5227 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5228                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5229 {
5230         int i;
5231
5232         base = isl_map_cow(base);
5233         if (!base)
5234                 return NULL;
5235
5236         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5237         if (!base->dim)
5238                 goto error;
5239         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5240                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5241                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5242                 if (!base->p[i])
5243                         goto error;
5244         }
5245         return base;
5246 error:
5247         isl_map_free(base);
5248         return NULL;
5249 }
5250
5251 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5252                 unsigned nparam, unsigned dim)
5253 {
5254         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5255                                                         nparam, 0, dim);
5256 }
5257
5258 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5259         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5260 {
5261         int j;
5262
5263         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5264         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5265         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5266         if (j < 0)
5267                 goto error;
5268         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5269         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5270         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5271         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5272         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5273 error:
5274         isl_basic_map_free(bmap);
5275         return NULL;
5276 }
5277
5278 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5279         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5280 {
5281         int j;
5282
5283         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5284         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5285         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5286         if (j < 0)
5287                 goto error;
5288         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5289         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5290         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5291         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5292         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5293 error:
5294         isl_basic_map_free(bmap);
5295         return NULL;
5296 }
5297
5298 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5299                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5300 {
5301         if (!bmap)
5302                 return NULL;
5303         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5304         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5305                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5306 error:
5307         isl_basic_map_free(bmap);
5308         return NULL;
5309 }
5310
5311 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5312                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5313 {
5314         if (!bmap)
5315                 return NULL;
5316         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5317         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5318                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5319 error:
5320         isl_basic_map_free(bmap);
5321         return NULL;
5322 }
5323
5324 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5325                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5326 {
5327         return (struct isl_basic_set *)
5328                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5329                                         type, pos, value);
5330 }
5331
5332 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5333                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5334 {
5335         return (struct isl_basic_set *)
5336                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5337                                         type, pos, value);
5338 }
5339
5340 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5341                 unsigned input, int value)
5342 {
5343         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5344 }
5345
5346 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5347                 unsigned dim, int value)
5348 {
5349         return (struct isl_basic_set *)
5350                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5351                                         isl_dim_set, dim, value);
5352 }
5353
5354 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5355 {
5356         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5357
5358         if (empty < 0)
5359                 return -1;
5360         if (!empty)
5361                 return 0;
5362
5363         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5364         if (i != map->n - 1) {
5365                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5366                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5367         }
5368         map->n--;
5369
5370         return 0;
5371 }
5372
5373 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5374  * the only reference to "map".
5375  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5376  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5377  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5378  * in case anything goes wrong.
5379  */
5380 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5381         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5382 {
5383         struct isl_basic_map *bmap;
5384         int i;
5385
5386         if (!map)
5387                 return NULL;
5388
5389         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5390                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5391                 bmap = fn(bmap);
5392                 if (!bmap)
5393                         goto error;
5394                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5395                 map->p[i] = bmap;
5396                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5397                         goto error;
5398         }
5399
5400         return map;
5401 error:
5402         isl_map_free(map);
5403         return NULL;
5404 }
5405
5406 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5407                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5408 {
5409         int i;
5410
5411         map = isl_map_cow(map);
5412         if (!map)
5413                 return NULL;
5414
5415         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5416         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5417                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5418                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5419                         goto error;
5420         }
5421         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5422         return map;
5423 error:
5424         isl_map_free(map);
5425         return NULL;
5426 }
5427
5428 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5429                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5430 {
5431         return (struct isl_set *)
5432                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5433 }
5434
5435 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5436                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5437 {
5438         int i;
5439
5440         map = isl_map_cow(map);
5441         if (!map)
5442                 return NULL;
5443
5444         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5445         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5446                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5447                 if (!map->p[i])
5448                         goto error;
5449         }
5450         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5451         return map;
5452 error:
5453         isl_map_free(map);
5454         return NULL;
5455 }
5456
5457 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5458                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5459 {
5460         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5461 }
5462
5463 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5464                 unsigned input, int value)
5465 {
5466         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5467 }
5468
5469 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5470 {
5471         return (struct isl_set *)
5472                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5473 }
5474
5475 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5476         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5477         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5478 {
5479         int j;
5480
5481         if (!bmap)
5482                 return NULL;
5483         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5484         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5485         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5486         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5487         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5488         if (j < 0)
5489                 goto error;
5490         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5491         if (upper) {
5492                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5493                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5494         } else {
5495                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5496                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5497         }
5498         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5499         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5500 error:
5501         isl_basic_map_free(bmap);
5502         return NULL;
5503 }
5504
5505 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5506         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5507         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5508 {
5509         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5510 }
5511
5512 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5513  */
5514 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5515         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5516         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5517 {
5518         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5519 }
5520
5521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5522         unsigned dim, isl_int value)
5523 {
5524         int j;
5525
5526         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5527         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5528         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5529         if (j < 0)
5530                 goto error;
5531         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5532         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5533         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5534         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5535         return isl_basic_set_finalize(bset);
5536 error:
5537         isl_basic_set_free(bset);
5538         return NULL;
5539 }
5540
5541 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5542         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5543 {
5544         int i;
5545
5546         map = isl_map_cow(map);
5547         if (!map)
5548                 return NULL;
5549
5550         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5551         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5552                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5553                                                  type, pos, value, upper);
5554                 if (!map->p[i])
5555                         goto error;
5556         }
5557         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5558         return map;
5559 error:
5560         isl_map_free(map);
5561         return NULL;
5562 }
5563
5564 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5565         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5566 {
5567         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5568 }
5569
5570 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5571         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5572 {
5573         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5574 }
5575
5576 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5577                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5578 {
5579         return (struct isl_set *)
5580                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5581 }
5582
5583 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5584         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5585 {
5586         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5587 }
5588
5589 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5590  * is set) to "value".
5591  */
5592 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5593         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5595 {
5596         int j;
5597
5598         if (!bmap)
5599                 return NULL;
5600         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5601                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5602                         "index out of bounds", goto error);
5603         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5604         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5605         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5606         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5607         if (j < 0)
5608                 goto error;
5609         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5610         if (upper) {
5611                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5612                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5613         } else {
5614                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5615                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5616         }
5617         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5619 error:
5620         isl_basic_map_free(bmap);
5621         return NULL;
5622 }
5623
5624 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5625  * is set) to "value".
5626  */
5627 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5628         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5629 {
5630         int i;
5631
5632         map = isl_map_cow(map);
5633         if (!map)
5634                 return NULL;
5635
5636         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5637                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5638                         "index out of bounds", goto error);
5639         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5640                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5641                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5642                         goto error;
5643         }
5644         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5645         return map;
5646 error:
5647         isl_map_free(map);
5648         return NULL;
5649 }
5650
5651 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5652         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5653 {
5654         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5655 }
5656
5657 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5658         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5659 {
5660         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5661 }
5662
5663 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5664         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5665 {
5666         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5667 }
5668
5669 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5670         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5671 {
5672         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5673 }
5674
5675 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5676                                         isl_int value)
5677 {
5678         int i;
5679
5680         set = isl_set_cow(set);
5681         if (!set)
5682                 return NULL;
5683
5684         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5685         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5686                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5687                 if (!set->p[i])
5688                         goto error;
5689         }
5690         return set;
5691 error:
5692         isl_set_free(set);
5693         return NULL;
5694 }
5695
5696 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5697 {
5698         int i;
5699
5700         map = isl_map_cow(map);
5701         if (!map)
5702                 return NULL;
5703
5704         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5705         if (!map->dim)
5706                 goto error;
5707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5708                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5709                 if (!map->p[i])
5710                         goto error;
5711         }
5712         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5713         return map;
5714 error:
5715         isl_map_free(map);
5716         return NULL;
5717 }
5718
5719 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5720                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5721                 struct isl_set **empty, int max)
5722 {
5723         if (!bmap)
5724                 goto error;
5725         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5726                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5727         else
5728                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5729 error:
5730         isl_basic_map_free(bmap);
5731         isl_basic_set_free(dom);
5732         if (empty)
5733                 *empty = NULL;
5734         return NULL;
5735 }
5736
5737 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5738                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5739                 struct isl_set **empty)
5740 {
5741         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5742 }
5743
5744 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5745                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5746                 struct isl_set **empty)
5747 {
5748         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5749 }
5750
5751 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5752                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5753                 struct isl_set **empty)
5754 {
5755         return (struct isl_set *)
5756                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5757                         dom, empty);
5758 }
5759
5760 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5761                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5762                 struct isl_set **empty)
5763 {
5764         return (struct isl_set *)
5765                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5766                         dom, empty);
5767 }
5768
5769 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5770         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5771         __isl_give isl_set **empty)
5772 {
5773         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5774 }
5775
5776 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5777         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5778         __isl_give isl_set **empty)
5779 {
5780         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5781 }
5782
5783 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5784         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5785         __isl_give isl_set **empty)
5786 {
5787         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5788 }
5789
5790 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5791         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5792         __isl_give isl_set **empty)
5793 {
5794         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5795 }
5796
5797 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5798         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5799 {
5800         isl_basic_set *dom = NULL;
5801         isl_space *dom_space;
5802
5803         if (!bmap)
5804                 goto error;
5805         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5806         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5807         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5808 error:
5809         isl_basic_map_free(bmap);
5810         return NULL;
5811 }
5812
5813 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5814         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5815 {
5816         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5817 }
5818
5819 #undef TYPE
5820 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5821 #undef SUFFIX
5822 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5823 #undef EMPTY
5824 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5825 #undef ADD
5826 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5827 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5828
5829 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5830  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5831  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5832  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5833  *
5834  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5835  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5836  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5837  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5838  * update both "res" and "todo".
5839  */
5840 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5841         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5842         __isl_give isl_set **empty, int max)
5843 {
5844         int i;
5845         isl_pw_multi_aff *res;
5846         isl_set *todo;
5847
5848         if (!map || !dom)
5849                 goto error;
5850
5851         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5852                 if (empty)
5853                         *empty = dom;
5854                 else
5855                         isl_set_free(dom);
5856                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5857         }
5858
5859         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5860                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5861                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5862
5863         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5864                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5865                 isl_set *todo_i;
5866
5867                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5868                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5869                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5870
5871                 if (max)
5872                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5873                 else
5874                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5875
5876                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5877         }
5878
5879         isl_set_free(dom);
5880         isl_map_free(map);
5881
5882         if (empty)
5883                 *empty = todo;
5884         else
5885                 isl_set_free(todo);
5886
5887         return res;
5888 error:
5889         if (empty)
5890                 *empty = NULL;
5891         isl_set_free(dom);
5892         isl_map_free(map);
5893         return NULL;
5894 }
5895
5896 #undef TYPE
5897 #define TYPE    isl_map
5898 #undef SUFFIX
5899 #define SUFFIX
5900 #undef EMPTY
5901 #define EMPTY   isl_map_empty
5902 #undef ADD
5903 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5904 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5905
5906 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5907  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5908  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5909  *
5910  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5911  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5912  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5913  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5914  * update both "res" and "todo".
5915  *
5916  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5917  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5918  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5919  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5920  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5921  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5922  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5923  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5924  * for the ith basic map, i.e.,
5925  *
5926  *      todo^i = todo^k * todo_i
5927  *
5928  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5929  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5930  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5931  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5932  * the lexicographic order.)
5933  * In practice, we compute
5934  *
5935  *      res^k * (res_i . "<=")
5936  *
5937  * and
5938  *
5939  *      res_i * (res^k . "<")
5940  *
5941  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5942  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5943  * that one, i.e.,
5944  *
5945  *      res^k * todo_i
5946  * and
5947  *      res_i * todo^k
5948  *
5949  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5950  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5951  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5952  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5953  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5954  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5955  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5956  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5957  * the previous basic maps.
5958  */
5959 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5960                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5961                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5962 {
5963         int i;
5964         struct isl_map *res;
5965         struct isl_set *todo;
5966
5967         if (!map || !dom)
5968                 goto error;
5969
5970         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5971                 if (empty)
5972                         *empty = dom;
5973                 else
5974                         isl_set_free(dom);
5975                 return map;
5976         }
5977
5978         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5979                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5980
5981         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5982                 isl_map *lt, *le;
5983                 isl_map *res_i;
5984                 isl_set *todo_i;
5985                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5986
5987                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5988                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5989
5990                 if (max) {
5991                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5992                         le = isl_map_lex_le(dim);
5993                 } else {
5994                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5995                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5996                 }
5997                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5998                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5999                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
6000                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
6001
6002                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
6003                         res = isl_map_intersect_domain(res,
6004                                                         isl_set_copy(todo_i));
6005                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
6006                                                         isl_set_copy(todo));
6007                 }
6008
6009                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
6010                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
6011                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
6012
6013                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
6014         }
6015
6016         isl_set_free(dom);
6017         isl_map_free(map);
6018
6019         if (empty)
6020                 *empty = todo;
6021         else
6022                 isl_set_free(todo);
6023
6024         return res;
6025 error:
6026         if (empty)
6027                 *empty = NULL;
6028         isl_set_free(dom);
6029         isl_map_free(map);
6030         return NULL;
6031 }
6032
6033 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
6034                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6035                 __isl_give isl_set **empty)
6036 {
6037         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
6038 }
6039
6040 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6041                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6042                 __isl_give isl_set **empty)
6043 {
6044         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6045 }
6046
6047 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6048                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6049                 __isl_give isl_set **empty)
6050 {
6051         return (struct isl_set *)
6052                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6053                         dom, empty);
6054 }
6055
6056 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6057                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6058                 __isl_give isl_set **empty)
6059 {
6060         return (struct isl_set *)
6061                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6062                         dom, empty);
6063 }
6064
6065 /* Compute the lexicographic minimum (or maximum if "max" is set)
6066  * of "bmap" over its domain.
6067  *
6068  * Since we are not interested in the part of the domain space where
6069  * there is no solution, we initialize the domain to those constraints
6070  * of "bmap" that only involve the parameters and the input dimensions.
6071  * This relieves the parametric programming engine from detecting those
6072  * inequalities and transferring them to the context.  More importantly,
6073  * it ensures that those inequalities are transferred first and not
6074  * intermixed with inequalities that actually split the domain.
6075  */
6076 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6077 {
6078         int n_div;
6079         int n_out;
6080         isl_basic_map *copy;
6081         isl_basic_set *dom;
6082
6083         n_div = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_div);
6084         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6085         copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6086         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6087                                                         isl_dim_div, 0, n_div);
6088         copy = isl_basic_map_drop_constraints_involving_dims(copy,
6089                                                         isl_dim_out, 0, n_out);
6090         dom = isl_basic_map_domain(copy);
6091         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6092 }
6093
6094 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6095 {
6096         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6097 }
6098
6099 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6100 {
6101         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6102 }
6103
6104 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6105 {
6106         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6107 }
6108
6109 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6110 {
6111         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6112 }
6113
6114 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6115 {
6116         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6117 }
6118
6119 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6120 {
6121         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6122 }
6123
6124 /* Extract the first and only affine expression from list
6125  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6126  * This domain is known to be disjoint from other domains
6127  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6128  */
6129 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6130         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6131 {
6132         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6133         isl_aff *aff;
6134         isl_pw_aff **pwaff = user;
6135         isl_pw_aff *pwaff_i;
6136
6137         if (!list)
6138                 goto error;
6139         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6140                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6141                         "expecting single element list", goto error);
6142
6143         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6144         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6145
6146         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6147
6148         isl_aff_list_free(list);
6149
6150         return 0;
6151 error:
6152         isl_basic_set_free(dom);
6153         isl_aff_list_free(list);
6154         return -1;
6155 }
6156
6157 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6158  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6159  *
6160  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6161  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6162  */
6163 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6164         int max)
6165 {
6166         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6167         isl_pw_aff *pwaff;
6168         int r;
6169
6170         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6171         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6172         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6173
6174         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6175         if (r < 0)
6176                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6177
6178         return pwaff;
6179 }
6180
6181 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6182  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6183  * but independently of the other output dimensions.
6184  *
6185  * We first project out the other output dimension and then compute
6186  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6187  * using isl_pw_aff_union_max.
6188  */
6189 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6190         int max)
6191 {
6192         int i;
6193         isl_pw_aff *pwaff;
6194         unsigned n_out;
6195
6196         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6197         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6198         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6199         if (!map)
6200                 return NULL;
6201
6202         if (map->n == 0) {
6203                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6204                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6205                 isl_map_free(map);
6206                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6207         }
6208
6209         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6210         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6211                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6212
6213                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6214                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6215         }
6216
6217         isl_map_free(map);
6218
6219         return pwaff;
6220 }
6221
6222 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6223  * parameters and input dimensions, but independently of
6224  * the other output dimensions.
6225  */
6226 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6227 {
6228         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6229 }
6230
6231 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6232  * as a function of the parameters,
6233  * but independently of the other set dimensions.
6234  */
6235 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6236         int max)
6237 {
6238         return map_dim_opt(set, pos, max);
6239 }
6240
6241 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6242  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6243  */
6244 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6245 {
6246         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6247 }
6248
6249 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6250  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6251  */
6252 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6253 {
6254         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6255 }
6256
6257 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6258  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6259  */
6260 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6261         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6262 {
6263         unsigned nparam;
6264
6265         if (!bset || !mat)
6266                 goto error;
6267
6268         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6269         if (!bset->dim)
6270                 goto error;
6271
6272         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6273
6274         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6275
6276         bset->dim->nparam = 0;
6277         bset->dim->n_out = nparam;
6278         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6279         if (bset) {
6280                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6281                 bset->dim->n_out = 0;
6282         }
6283         return bset;
6284 error:
6285         isl_mat_free(mat);
6286         isl_basic_set_free(bset);
6287         return NULL;
6288 }
6289
6290 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6291  * set is assumed to have only parameters and divs.
6292  */
6293 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6294         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6295 {
6296         isl_space *dim = NULL;
6297         unsigned nparam;
6298
6299         if (!set || !mat)
6300                 goto error;
6301
6302         dim = isl_space_copy(set->dim);
6303         dim = isl_space_cow(dim);
6304         if (!dim)
6305                 goto error;
6306
6307         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6308
6309         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6310
6311         dim->nparam = 0;
6312         dim->n_out = nparam;
6313         isl_set_reset_space(set, dim);
6314         set = isl_set_preimage(set, mat);
6315         if (!set)
6316                 goto error2;
6317         dim = isl_space_copy(set->dim);
6318         dim = isl_space_cow(dim);
6319         if (!dim)
6320                 goto error2;
6321         dim->nparam = dim->n_out;
6322         dim->n_out = 0;
6323         isl_set_reset_space(set, dim);
6324         return set;
6325 error:
6326         isl_space_free(dim);
6327         isl_mat_free(mat);
6328 error2:
6329         isl_set_free(set);
6330         return NULL;
6331 }
6332
6333 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6334  * equalities in "eq".
6335  */
6336 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6337         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6338 {
6339         int i, k;
6340         unsigned len;
6341
6342         if (!bset || !eq)
6343                 goto error;
6344
6345         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6346                                         eq->n_row, 0);
6347         if (!bset)
6348                 goto error;
6349
6350         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6351         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6352                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6353                 if (k < 0)
6354                         goto error;
6355                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6356                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6357         }
6358         isl_mat_free(eq);
6359
6360         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6361         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6362
6363         return bset;
6364 error:
6365         isl_mat_free(eq);
6366         isl_basic_set_free(bset);
6367         return NULL;
6368 }
6369
6370 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6371  * equalities in "eq".
6372  */
6373 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6374         struct isl_mat *eq)
6375 {
6376         int i;
6377
6378         if (!set || !eq)
6379                 goto error;
6380
6381         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6382                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6383                                         isl_mat_copy(eq));
6384                 if (!set->p[i])
6385                         goto error;
6386         }
6387         isl_mat_free(eq);
6388         return set;
6389 error:
6390         isl_mat_free(eq);
6391         isl_set_free(set);
6392         return NULL;
6393 }
6394
6395 /* Given a basic set "bset" that only involves parameters and existentially
6396  * quantified variables, return the index of the first equality
6397  * that only involves parameters.  If there is no such equality then
6398  * return bset->n_eq.
6399  *
6400  * This function assumes that isl_basic_set_gauss has been called on "bset".
6401  */
6402 static int first_parameter_equality(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6403 {
6404         int i, j;
6405         unsigned nparam, n_div;
6406
6407         if (!bset)
6408                 return -1;
6409
6410         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6411         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6412
6413         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6414                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6415                         ++i;
6416         }
6417
6418         return i;
6419 }
6420
6421 /* Compute an explicit representation for the existentially quantified
6422  * variables in "bset" by computing the "minimal value" of the set
6423  * variables.  Since there are no set variables, the computation of
6424  * the minimal value essentially computes an explicit representation
6425  * of the non-empty part(s) of "bset".
6426  *
6427  * The input only involves parameters and existentially quantified variables.
6428  * All equalities among parameters have been removed.
6429  *
6430  * Since the existentially quantified variables in the result are in general
6431  * going to be different from those in the input, we first replace
6432  * them by the minimal number of variables based on their equalities.
6433  * This should simplify the parametric integer programming.
6434  */
6435 static __isl_give isl_set *base_compute_divs(__isl_take isl_basic_set *bset)
6436 {
6437         isl_morph *morph1, *morph2;
6438         isl_set *set;
6439         unsigned n;
6440
6441         if (!bset)
6442                 return NULL;
6443         if (bset->n_eq == 0)
6444                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6445
6446         morph1 = isl_basic_set_parameter_compression(bset);
6447         bset = isl_morph_basic_set(isl_morph_copy(morph1), bset);
6448         bset = isl_basic_set_lift(bset);
6449         morph2 = isl_basic_set_variable_compression(bset, isl_dim_set);
6450         bset = isl_morph_basic_set(morph2, bset);
6451         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6452         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
6453
6454         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6455
6456         set = isl_morph_set(isl_morph_inverse(morph1), set);
6457
6458         return set;
6459 }
6460
6461 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6462  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6463  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6464  * The output has the same parameters, but only
6465  * explicit existentially quantified variables.
6466  *
6467  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6468  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6469  * among the parameters by performing a variable compression on
6470  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6471  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6472  *
6473  * The variable compression on the parameters may uncover additional
6474  * equalities that were only implicit before.  We therefore check
6475  * if there are any new parameter equalities in the result and
6476  * if so recurse.  The removal of parameter equalities is required
6477  * for the parameter compression performed by base_compute_divs.
6478  */
6479 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6480 {
6481         int i;
6482         struct isl_mat *eq;
6483         struct isl_mat *T, *T2;
6484         struct isl_set *set;
6485         unsigned nparam;
6486
6487         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6488         if (!bset)
6489                 return NULL;
6490
6491         if (bset->n_eq == 0)
6492                 return base_compute_divs(bset);
6493
6494         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6495         if (!bset)
6496                 return NULL;
6497         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6498                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6499
6500         i = first_parameter_equality(bset);
6501         if (i == bset->n_eq)
6502                 return base_compute_divs(bset);
6503
6504         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6505         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6506                 0, 1 + nparam);
6507         eq = isl_mat_cow(eq);
6508         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6509         if (T && T->n_col == 0) {
6510                 isl_mat_free(T);
6511                 isl_mat_free(T2);
6512                 isl_mat_free(eq);
6513                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6514                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6515         }
6516         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6517
6518         i = first_parameter_equality(bset);
6519         if (!bset)
6520                 set = NULL;
6521         else if (i == bset->n_eq)
6522                 set = base_compute_divs(bset);
6523         else
6524                 set = parameter_compute_divs(bset);
6525         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6526         set = set_append_equalities(set, eq);
6527         return set;
6528 }
6529
6530 /* Insert the divs from "ls" before those of "bmap".
6531  *
6532  * The number of columns is not changed, which means that the last
6533  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the divs from "ls".
6534  * The caller is responsible for removing the same number of dimensions
6535  * from the space of "bmap".
6536  */
6537 static __isl_give isl_basic_map *insert_divs_from_local_space(
6538         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_keep isl_local_space *ls)
6539 {
6540         int i;
6541         int n_div;
6542         int old_n_div;
6543
6544         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6545         if (n_div == 0)
6546                 return bmap;
6547
6548         old_n_div = bmap->n_div;
6549         bmap = insert_div_rows(bmap, n_div);
6550         if (!bmap)
6551                 return NULL;
6552
6553         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6554                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
6555                 isl_seq_clr(bmap->div[i] + ls->div->n_col, old_n_div);
6556         }
6557
6558         return bmap;
6559 }
6560
6561 /* Replace the space of "bmap" by the space and divs of "ls".
6562  *
6563  * If "ls" has any divs, then we simplify the result since we may
6564  * have discovered some additional equalities that could simplify
6565  * the div expressions.
6566  */
6567 static __isl_give isl_basic_map *basic_replace_space_by_local_space(
6568         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_local_space *ls)
6569 {
6570         int n_div;
6571
6572         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6573         if (!bmap || !ls)
6574                 goto error;
6575
6576         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
6577         bmap = insert_divs_from_local_space(bmap, ls);
6578         if (!bmap)
6579                 goto error;
6580
6581         isl_space_free(bmap->dim);
6582         bmap->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6583         if (!bmap->dim)
6584                 goto error;
6585
6586         isl_local_space_free(ls);
6587         if (n_div > 0)
6588                 bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6589         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
6590         return bmap;
6591 error:
6592         isl_basic_map_free(bmap);
6593         isl_local_space_free(ls);
6594         return NULL;
6595 }
6596
6597 /* Replace the space of "map" by the space and divs of "ls".
6598  */
6599 static __isl_give isl_map *replace_space_by_local_space(__isl_take isl_map *map,
6600         __isl_take isl_local_space *ls)
6601 {
6602         int i;
6603
6604         map = isl_map_cow(map);
6605         if (!map || !ls)
6606                 goto error;
6607
6608         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6609                 map->p[i] = basic_replace_space_by_local_space(map->p[i],
6610                                                     isl_local_space_copy(ls));
6611                 if (!map->p[i])
6612                         goto error;
6613         }
6614         isl_space_free(map->dim);
6615         map->dim = isl_local_space_get_space(ls);
6616         if (!map->dim)
6617                 goto error;
6618
6619         isl_local_space_free(ls);
6620         return map;
6621 error:
6622         isl_local_space_free(ls);
6623         isl_map_free(map);
6624         return NULL;
6625 }
6626
6627 /* Compute an explicit representation for the existentially
6628  * quantified variables for which do not know any explicit representation yet.
6629  *
6630  * We first sort the existentially quantified variables so that the
6631  * existentially quantified variables for which we already have an explicit
6632  * representation are placed before those for which we do not.
6633  * The input dimensions, the output dimensions and the existentially
6634  * quantified variables for which we already have an explicit
6635  * representation are then turned into parameters.
6636  * compute_divs returns a map with the same parameters and
6637  * no input or output dimensions and the dimension specification
6638  * is reset to that of the input, including the existentially quantified
6639  * variables for which we already had an explicit representation.
6640  */
6641 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6642 {
6643         struct isl_basic_set *bset;
6644         struct isl_set *set;
6645         struct isl_map *map;
6646         isl_space *dim;
6647         isl_local_space *ls;
6648         unsigned         nparam;
6649         unsigned         n_in;
6650         unsigned         n_out;
6651         unsigned n_known;
6652         int i;
6653
6654         bmap = isl_basic_map_sort_divs(bmap);
6655         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6656         if (!bmap)
6657                 return NULL;
6658
6659         for (n_known = 0; n_known < bmap->n_div; ++n_known)
6660                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[n_known][0]))
6661                         break;
6662
6663         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6664         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6665         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6666         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx,
6667                                     nparam + n_in + n_out + n_known, 0);
6668         if (!dim)
6669                 goto error;
6670
6671         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
6672         ls = isl_local_space_drop_dims(ls, isl_dim_div,
6673                                         n_known, bmap->n_div - n_known);
6674         if (n_known > 0) {
6675                 for (i = n_known; i < bmap->n_div; ++i)
6676                         swap_div(bmap, i - n_known, i);
6677                 bmap->n_div -= n_known;
6678                 bmap->extra -= n_known;
6679         }
6680         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, dim);
6681         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6682
6683         set = parameter_compute_divs(bset);
6684         map = (struct isl_map *)set;
6685         map = replace_space_by_local_space(map, ls);
6686
6687         return map;
6688 error:
6689         isl_basic_map_free(bmap);
6690         return NULL;
6691 }
6692
6693 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6694 {
6695         int i;
6696         unsigned off;
6697
6698         if (!bmap)
6699                 return -1;
6700
6701         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6702         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6703                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6704                         return 0;
6705                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6706                                 return -1);
6707         }
6708         return 1;
6709 }
6710
6711 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6712 {
6713         int i;
6714
6715         if (!map)
6716                 return -1;
6717
6718         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6719                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6720                 if (known <= 0)
6721                         return known;
6722         }
6723
6724         return 1;
6725 }
6726
6727 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6728  * expressions for them.  However, this computation may be
6729  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6730  * strictly needed.
6731  */
6732 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6733 {
6734         int known;
6735         struct isl_map *map;
6736
6737         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6738         if (known < 0)
6739                 goto error;
6740         if (known)
6741                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6742
6743         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6744
6745         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6746         if (known < 0)
6747                 goto error;
6748         if (known)
6749                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6750
6751         map = compute_divs(bmap);
6752         return map;
6753 error:
6754         isl_basic_map_free(bmap);
6755         return NULL;
6756 }
6757
6758 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6759 {
6760         int i;
6761         int known;
6762         struct isl_map *res;
6763
6764         if (!map)
6765                 return NULL;
6766         if (map->n == 0)
6767                 return map;
6768
6769         known = map_divs_known(map);
6770         if (known < 0) {
6771                 isl_map_free(map);
6772                 return NULL;
6773         }
6774         if (known)
6775                 return map;
6776
6777         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6778         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6779                 struct isl_map *r2;
6780                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6781                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6782                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6783                 else
6784                         res = isl_map_union(res, r2);
6785         }
6786         isl_map_free(map);
6787
6788         return res;
6789 }
6790
6791 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6792 {
6793         return (struct isl_set *)
6794                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6795 }
6796
6797 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6798 {
6799         return (struct isl_set *)
6800                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6801 }
6802
6803 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6804 {
6805         int i;
6806         struct isl_set *set;
6807
6808         if (!map)
6809                 goto error;
6810
6811         map = isl_map_cow(map);
6812         if (!map)
6813                 return NULL;
6814
6815         set = (struct isl_set *)map;
6816         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6817         if (!set->dim)
6818                 goto error;
6819         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6820                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6821                 if (!set->p[i])
6822                         goto error;
6823         }
6824         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6825         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6826         return set;
6827 error:
6828         isl_map_free(map);
6829         return NULL;
6830 }
6831
6832 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6833  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6834  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6835  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6836  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6837  * may not be disjoint.
6838  *
6839  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6840  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6841  */
6842 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6843         __isl_take isl_map *map2)
6844 {
6845         int i;
6846         unsigned flags = 0;
6847         struct isl_map *map = NULL;
6848         int is_universe;
6849
6850         if (!map1 || !map2)
6851                 goto error;
6852
6853         if (map1->n == 0) {
6854                 isl_map_free(map1);
6855                 return map2;
6856         }
6857         if (map2->n == 0) {
6858                 isl_map_free(map2);
6859                 return map1;
6860         }
6861
6862         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6863         if (is_universe < 0)
6864                 goto error;
6865         if (is_universe) {
6866                 isl_map_free(map2);
6867                 return map1;
6868         }
6869
6870         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6871         if (is_universe < 0)
6872                 goto error;
6873         if (is_universe) {
6874                 isl_map_free(map1);
6875                 return map2;
6876         }
6877
6878         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6879
6880         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6881             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6882                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6883
6884         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6885                                 map1->n + map2->n, flags);
6886         if (!map)
6887                 goto error;
6888         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6889                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6890                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6891                 if (!map)
6892                         goto error;
6893         }
6894         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6895                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6896                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6897                 if (!map)
6898                         goto error;
6899         }
6900         isl_map_free(map1);
6901         isl_map_free(map2);
6902         return map;
6903 error:
6904         isl_map_free(map);
6905         isl_map_free(map1);
6906         isl_map_free(map2);
6907         return NULL;
6908 }
6909
6910 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6911         __isl_take isl_map *map2)
6912 {
6913         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6914 }
6915
6916 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6917 {
6918         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6919         if (!map1)
6920                 return NULL;
6921         if (map1->n > 1)
6922                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6923         return map1;
6924 }
6925
6926 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6927                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6928 {
6929         return (struct isl_set *)
6930                 isl_map_union_disjoint(
6931                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6932 }
6933
6934 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6935 {
6936         return (struct isl_set *)
6937                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6938 }
6939
6940 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6941  * the results.
6942  *
6943  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6944  */
6945 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6946         __isl_take isl_set *set,
6947         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6948                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6949 {
6950         unsigned flags = 0;
6951         struct isl_map *result;
6952         int i, j;
6953
6954         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6955                 isl_set_free(set);
6956                 return map;
6957         }
6958
6959         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6960             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6961                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6962
6963         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6964                                         map->n * set->n, flags);
6965         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6966                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6967                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6968                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6969                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6970                         if (!result)
6971                                 break;
6972                 }
6973
6974         isl_map_free(map);
6975         isl_set_free(set);
6976         return result;
6977 }
6978
6979 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6980         __isl_take isl_set *set)
6981 {
6982         if (!map || !set)
6983                 goto error;
6984
6985         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6986                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6987                         "incompatible spaces", goto error);
6988
6989         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6990 error:
6991         isl_map_free(map);
6992         isl_set_free(set);
6993         return NULL;
6994 }
6995
6996 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6997         __isl_take isl_set *set)
6998 {
6999         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
7000 }
7001
7002 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7003         __isl_take isl_set *set)
7004 {
7005         if (!map || !set)
7006                 goto error;
7007
7008         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
7009                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
7010                         "incompatible spaces", goto error);
7011
7012         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
7013 error:
7014         isl_map_free(map);
7015         isl_set_free(set);
7016         return NULL;
7017 }
7018
7019 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
7020         __isl_take isl_set *set)
7021 {
7022         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
7023                                                 &map_intersect_domain);
7024 }
7025
7026 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7027         __isl_take isl_map *map2)
7028 {
7029         if (!map1 || !map2)
7030                 goto error;
7031         map1 = isl_map_reverse(map1);
7032         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
7033         return isl_map_reverse(map1);
7034 error:
7035         isl_map_free(map1);
7036         isl_map_free(map2);
7037         return NULL;
7038 }
7039
7040 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
7041         __isl_take isl_map *map2)
7042 {
7043         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
7044 }
7045
7046 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7047         __isl_take isl_map *map2)
7048 {
7049         isl_space *dim_result;
7050         struct isl_map *result;
7051         int i, j;
7052
7053         if (!map1 || !map2)
7054                 goto error;
7055
7056         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
7057                                   isl_space_copy(map2->dim));
7058
7059         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
7060         if (!result)
7061                 goto error;
7062         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7063                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7064                         result = isl_map_add_basic_map(result,
7065                             isl_basic_map_apply_range(
7066                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7067                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
7068                         if (!result)
7069                                 goto error;
7070                 }
7071         isl_map_free(map1);
7072         isl_map_free(map2);
7073         if (result && result->n <= 1)
7074                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
7075         return result;
7076 error:
7077         isl_map_free(map1);
7078         isl_map_free(map2);
7079         return NULL;
7080 }
7081
7082 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
7083         __isl_take isl_map *map2)
7084 {
7085         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
7086 }
7087
7088 /*
7089  * returns range - domain
7090  */
7091 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
7092 {
7093         isl_space *dims, *target_dim;
7094         struct isl_basic_set *bset;
7095         unsigned dim;
7096         unsigned nparam;
7097         int i;
7098
7099         if (!bmap)
7100                 goto error;
7101         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
7102                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
7103                    goto error);
7104         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
7105         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
7106         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
7107         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
7108         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7109         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
7110         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
7111         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
7112         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
7113         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7114                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
7115                                             (struct isl_basic_map *)bset);
7116                 if (j < 0) {
7117                         bset = isl_basic_set_free(bset);
7118                         break;
7119                 }
7120                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7121                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
7122                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
7123                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
7124         }
7125         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
7126         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
7127         return bset;
7128 error:
7129         isl_basic_map_free(bmap);
7130         return NULL;
7131 }
7132
7133 /*
7134  * returns range - domain
7135  */
7136 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
7137 {
7138         int i;
7139         isl_space *dim;
7140         struct isl_set *result;
7141
7142         if (!map)
7143                 return NULL;
7144
7145         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
7146                                                  map->dim, isl_dim_out),
7147                    goto error);
7148         dim = isl_map_get_space(map);
7149         dim = isl_space_domain(dim);
7150         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
7151         if (!result)
7152                 goto error;
7153         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7154                 result = isl_set_add_basic_set(result,
7155                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
7156         isl_map_free(map);
7157         return result;
7158 error:
7159         isl_map_free(map);
7160         return NULL;
7161 }
7162
7163 /*
7164  * returns [domain -> range] -> range - domain
7165  */
7166 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
7167         __isl_take isl_basic_map *bmap)
7168 {
7169         int i, k;
7170         isl_space *dim;
7171         isl_basic_map *domain;
7172         int nparam, n;
7173         unsigned total;
7174
7175         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
7176                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
7177                         "domain and range don't match", goto error);
7178
7179         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
7180         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
7181
7182         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
7183         domain = isl_basic_map_universe(dim);
7184
7185         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
7186         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
7187         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
7188
7189         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7190
7191         for (i = 0; i < n; ++i) {
7192                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7193                 if (k < 0)
7194                         goto error;
7195                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
7196                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
7197                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
7198                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
7199         }
7200
7201         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
7202         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7203 error:
7204         isl_basic_map_free(bmap);
7205         return NULL;
7206 }
7207
7208 /*
7209  * returns [domain -> range] -> range - domain
7210  */
7211 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
7212 {
7213         int i;
7214         isl_space *domain_dim;
7215
7216         if (!map)
7217                 return NULL;
7218
7219         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
7220                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
7221                         "domain and range don't match", goto error);
7222
7223         map = isl_map_cow(map);
7224         if (!map)
7225                 return NULL;
7226
7227         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
7228         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
7229         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
7230         if (!map->dim)
7231                 goto error;
7232         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7233                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
7234                 if (!map->p[i])
7235                         goto error;
7236         }
7237         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7238         return map;
7239 error:
7240         isl_map_free(map);
7241         return NULL;
7242 }
7243
7244 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
7245 {
7246         struct isl_basic_map *bmap;
7247         unsigned nparam;
7248         unsigned dim;
7249         int i;
7250
7251         if (!dims)
7252                 return NULL;
7253
7254         nparam = dims->nparam;
7255         dim = dims->n_out;
7256         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7257         if (!bmap)
7258                 goto error;
7259
7260         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7261                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7262                 if (j < 0)
7263                         goto error;
7264                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7265                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7266                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7267         }
7268         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7269 error:
7270         isl_basic_map_free(bmap);
7271         return NULL;
7272 }
7273
7274 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7275 {
7276         if (!dim)
7277                 return NULL;
7278         if (dim->n_in != dim->n_out)
7279                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7280                         "number of input and output dimensions needs to be "
7281                         "the same", goto error);
7282         return basic_map_identity(dim);
7283 error:
7284         isl_space_free(dim);
7285         return NULL;
7286 }
7287
7288 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7289 {
7290         if (!model || !model->dim)
7291                 return NULL;
7292         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7293 }
7294
7295 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7296 {
7297         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7298 }
7299
7300 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7301 {
7302         if (!model || !model->dim)
7303                 return NULL;
7304         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7305 }
7306
7307 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7308 {
7309         if (!model || !model->dim)
7310                 return NULL;
7311         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7312 }
7313
7314 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7315 {
7316         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7317         isl_map *id;
7318         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7319         return isl_map_intersect_range(id, set);
7320 }
7321
7322 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7323  * values.
7324  */
7325 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7326         __isl_take isl_space *space)
7327 {
7328         int i;
7329         unsigned nparam;
7330         unsigned dim;
7331         struct isl_basic_set *bset;
7332
7333         if (!space)
7334                 return NULL;
7335         nparam = space->nparam;
7336         dim = space->n_out;
7337         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7338         if (!bset)
7339                 return NULL;
7340         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7341                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7342                 if (k < 0)
7343                         goto error;
7344                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7345                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7346         }
7347         return bset;
7348 error:
7349         isl_basic_set_free(bset);
7350         return NULL;
7351 }
7352
7353 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7354  */
7355 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7356         int pos)
7357 {
7358         int k;
7359         isl_basic_set *nonneg;
7360
7361         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7362         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7363         if (k < 0)
7364                 goto error;
7365         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7366         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7367
7368         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7369 error:
7370         isl_basic_set_free(nonneg);
7371         return NULL;
7372 }
7373
7374 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7375  */
7376 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7377 {
7378         int k;
7379         isl_basic_set *neg;
7380
7381         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7382         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7383         if (k < 0)
7384                 goto error;
7385         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7386         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7387         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7388
7389         return isl_basic_set_finalize(neg);
7390 error:
7391         isl_basic_set_free(neg);
7392         return NULL;
7393 }
7394
7395 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7396         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7397 {
7398         int i;
7399         isl_basic_set *nonneg;
7400         isl_basic_set *neg;
7401
7402         if (!set)
7403                 return NULL;
7404         if (n == 0)
7405                 return set;
7406
7407         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7408
7409         for (i = 0; i < n; ++i) {
7410                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7411                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7412                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7413                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7414
7415                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7416         }
7417
7418         return set;
7419 error:
7420         isl_set_free(set);
7421         return NULL;
7422 }
7423
7424 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7425         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7426         void *user)
7427 {
7428         isl_set *half;
7429
7430         if (!set)
7431                 return -1;
7432         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7433                 isl_set_free(set);
7434                 return 0;
7435         }
7436         if (first == len)
7437                 return fn(set, signs, user);
7438
7439         signs[first] = 1;
7440         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7441                                                         1 + first));
7442         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7443         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7444                 goto error;
7445
7446         signs[first] = -1;
7447         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7448                                                         1 + first));
7449         half = isl_set_intersect(half, set);
7450         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7451 error:
7452         isl_set_free(set);
7453         return -1;
7454 }
7455
7456 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7457  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7458  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7459  * to the sign of the corresponding variable.
7460  */
7461 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7462         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7463         void *user)
7464 {
7465         unsigned nparam;
7466         unsigned nvar;
7467         int *signs;
7468         int r;
7469
7470         if (!set)
7471                 return -1;
7472         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7473                 return 0;
7474
7475         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7476         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7477
7478         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7479
7480         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7481                             fn, user);
7482
7483         free(signs);
7484
7485         return r;
7486 }
7487
7488 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7489 {
7490         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7491 }
7492
7493 int isl_basic_map_is_subset(
7494                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7495 {
7496         int is_subset;
7497         struct isl_map *map1;
7498         struct isl_map *map2;
7499
7500         if (!bmap1 || !bmap2)
7501                 return -1;
7502
7503         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7504         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7505
7506         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7507
7508         isl_map_free(map1);
7509         isl_map_free(map2);
7510
7511         return is_subset;
7512 }
7513
7514 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7515         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7516 {
7517         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7518 }
7519
7520 int isl_basic_map_is_equal(
7521                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7522 {
7523         int is_subset;
7524
7525         if (!bmap1 || !bmap2)
7526                 return -1;
7527         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7528         if (is_subset != 1)
7529                 return is_subset;
7530         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7531         return is_subset;
7532 }
7533
7534 int isl_basic_set_is_equal(
7535                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7536 {
7537         return isl_basic_map_is_equal(
7538                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7539 }
7540
7541 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7542 {
7543         int i;
7544         int is_empty;
7545
7546         if (!map)
7547                 return -1;
7548         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7549                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7550                 if (is_empty < 0)
7551                         return -1;
7552                 if (!is_empty)
7553                         return 0;
7554         }
7555         return 1;
7556 }
7557
7558 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7559 {
7560         return map ? map->n == 0 : -1;
7561 }
7562
7563 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7564 {
7565         return isl_map_plain_is_empty(map);
7566 }
7567
7568 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7569 {
7570         return set ? set->n == 0 : -1;
7571 }
7572
7573 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7574 {
7575         return isl_set_plain_is_empty(set);
7576 }
7577
7578 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7579 {
7580         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7581 }
7582
7583 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7584 {
7585         if (!map1 || !map2)
7586                 return -1;
7587
7588         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7589 }
7590
7591 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7592 {
7593         if (!set1 || !set2)
7594                 return -1;
7595
7596         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7597 }
7598
7599 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7600 {
7601         int is_subset;
7602
7603         if (!map1 || !map2)
7604                 return -1;
7605         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7606         if (is_subset != 1)
7607                 return is_subset;
7608         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7609         return is_subset;
7610 }
7611
7612 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7613 {
7614         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7615 }
7616
7617 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7618                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7619 {
7620         int is_subset;
7621
7622         if (!bmap1 || !bmap2)
7623                 return -1;
7624         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7625         if (is_subset != 1)
7626                 return is_subset;
7627         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7628         if (is_subset == -1)
7629                 return is_subset;
7630         return !is_subset;
7631 }
7632
7633 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7634 {
7635         int is_subset;
7636
7637         if (!map1 || !map2)
7638                 return -1;
7639         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7640         if (is_subset != 1)
7641                 return is_subset;
7642         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7643         if (is_subset == -1)
7644                 return is_subset;
7645         return !is_subset;
7646 }
7647
7648 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7649 {
7650         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7651 }
7652
7653 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7654 {
7655         if (!bmap)
7656                 return -1;
7657         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7658 }
7659
7660 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7661 {
7662         if (!bset)
7663                 return -1;
7664         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7665 }
7666
7667 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7668 {
7669         int i;
7670
7671         if (!map)
7672                 return -1;
7673
7674         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7675                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7676                 if (r < 0 || r)
7677                         return r;
7678         }
7679
7680         return 0;
7681 }
7682
7683 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7684 {
7685         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7686 }
7687
7688 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7689 {
7690         return isl_set_plain_is_universe(set);
7691 }
7692
7693 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7694 {
7695         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7696         struct isl_vec *sample = NULL;
7697         int empty;
7698         unsigned total;
7699
7700         if (!bmap)
7701                 return -1;
7702
7703         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7704                 return 1;
7705
7706         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7707                 return 0;
7708
7709         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7710                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7711                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7712                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7713                 isl_basic_map_free(copy);
7714                 return empty;
7715         }
7716
7717         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7718         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7719                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7720                 if (contains < 0)
7721                         return -1;
7722                 if (contains)
7723                         return 0;
7724         }
7725         isl_vec_free(bmap->sample);
7726         bmap->sample = NULL;
7727         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7728         if (!bset)
7729                 return -1;
7730         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7731         if (!sample)
7732                 return -1;
7733         empty = sample->size == 0;
7734         isl_vec_free(bmap->sample);
7735         bmap->sample = sample;
7736         if (empty)
7737                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7738
7739         return empty;
7740 }
7741
7742 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7743 {
7744         if (!bmap)
7745                 return -1;
7746         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7747 }
7748
7749 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7750 {
7751         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7752 }
7753
7754 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7755 {
7756         if (!bset)
7757                 return -1;
7758         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7759 }
7760
7761 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7762 {
7763         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7764 }
7765
7766 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7767 {
7768         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7769 }
7770
7771 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7772         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7773 {
7774         struct isl_map *map;
7775         if (!bmap1 || !bmap2)
7776                 goto error;
7777
7778         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7779
7780         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7781         if (!map)
7782                 goto error;
7783         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7784         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7785         return map;
7786 error:
7787         isl_basic_map_free(bmap1);
7788         isl_basic_map_free(bmap2);
7789         return NULL;
7790 }
7791
7792 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7793                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7794 {
7795         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7796                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7797                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7798 }
7799
7800 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7801 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7802 {
7803         int i;
7804         unsigned off;
7805
7806         if (!bmap)
7807                 return NULL;
7808
7809         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7810
7811         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7812                 int pos;
7813                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7814                         continue;
7815                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7816                                                             bmap->n_div-i);
7817                 if (pos == -1)
7818                         continue;
7819                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7820                 --i;
7821         }
7822         return bmap;
7823 }
7824
7825 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7826 {
7827         return (struct isl_basic_set *)
7828                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7829 }
7830
7831 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7832 {
7833         int i;
7834
7835         if (!map)
7836                 return 0;
7837
7838         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7839                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7840                 if (!map->p[i])
7841                         goto error;
7842         }
7843
7844         return map;
7845 error:
7846         isl_map_free(map);
7847         return NULL;
7848 }
7849
7850 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7851  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7852  * list of divs is given by "div".
7853  */
7854 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7855         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7856 {
7857         int i, j;
7858         int n_div;
7859
7860         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7861         if (!bset || !div)
7862                 goto error;
7863
7864         if (div->n_row < bset->n_div)
7865                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7866                         "not an expansion", goto error);
7867
7868         n_div = bset->n_div;
7869         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7870                                             div->n_row - n_div, 0,
7871                                             2 * (div->n_row - n_div));
7872
7873         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7874                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7875                         goto error;
7876
7877         j = n_div - 1;
7878         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7879                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7880                         if (i != j)
7881                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7882                         j--;
7883                 } else {
7884                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7885                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7886                                 goto error;
7887                 }
7888         }
7889
7890         isl_mat_free(div);
7891         return bset;
7892 error:
7893         isl_basic_set_free(bset);
7894         isl_mat_free(div);
7895         return NULL;
7896 }
7897
7898 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7899  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7900  * 
7901  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7902  * of the corresponding div in dst otherwise.
7903  */
7904 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7905                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7906 {
7907         int i;
7908
7909         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7910
7911         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7912         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7913                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7914                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7915                                                 dst->n_div - div) == -1)
7916                         return i;
7917         return -1;
7918 }
7919
7920 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7921                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7922 {
7923         int i;
7924         unsigned total;
7925
7926         if (!dst || !src)
7927                 goto error;
7928
7929         if (src->n_div == 0)
7930                 return dst;
7931
7932         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7933                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7934
7935         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7936         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7937         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7938                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7939         if (!dst)
7940                 return NULL;
7941         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7942         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7943                 int j = find_div(dst, src, i);
7944                 if (j < 0) {
7945                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7946                         if (j < 0)
7947                                 goto error;
7948                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7949                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7950                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7951                                 goto error;
7952                 }
7953                 if (j != i)
7954                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7955         }
7956         return dst;
7957 error:
7958         isl_basic_map_free(dst);
7959         return NULL;
7960 }
7961
7962 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7963                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7964 {
7965         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7966                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7967 }
7968
7969 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7970 {
7971         int i;
7972
7973         if (!map)
7974                 return NULL;
7975         if (map->n == 0)
7976                 return map;
7977         map = isl_map_compute_divs(map);
7978         map = isl_map_cow(map);
7979         if (!map)
7980                 return NULL;
7981
7982         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7983                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7984         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7985                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7986
7987         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7988         return map;
7989 }
7990
7991 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7992 {
7993         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7994 }
7995
7996 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7997         __isl_take isl_map *map)
7998 {
7999         if (!set || !map)
8000                 goto error;
8001         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
8002         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8003         set = isl_map_range(map);
8004         return set;
8005 error:
8006         isl_set_free(set);
8007         isl_map_free(map);
8008         return NULL;
8009 }
8010
8011 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
8012         __isl_take isl_map *map)
8013 {
8014         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
8015 }
8016
8017 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
8018  * the meaning of the set.
8019  */
8020 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
8021 {
8022         int i;
8023
8024         if (!map)
8025                 return NULL;
8026
8027         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
8028                 remove_if_empty(map, i);
8029
8030         return map;
8031 }
8032
8033 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
8034 {
8035         return (struct isl_set *)
8036                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
8037 }
8038
8039 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
8040 {
8041         struct isl_basic_map *bmap;
8042         if (!map || map->n == 0)
8043                 return NULL;
8044         bmap = map->p[map->n-1];
8045         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
8046         return isl_basic_map_copy(bmap);
8047 }
8048
8049 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
8050 {
8051         return (struct isl_basic_set *)
8052                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
8053 }
8054
8055 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
8056                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
8057 {
8058         int i;
8059
8060         if (!map || !bmap)
8061                 goto error;
8062         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
8063                 if (map->p[i] != bmap)
8064                         continue;
8065                 map = isl_map_cow(map);
8066                 if (!map)
8067                         goto error;
8068                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8069                 if (i != map->n-1) {
8070                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
8071                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
8072                 }
8073                 map->n--;
8074                 return map;
8075         }
8076         return map;
8077 error:
8078         isl_map_free(map);
8079         return NULL;
8080 }
8081
8082 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
8083                                                 struct isl_basic_set *bset)
8084 {
8085         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
8086                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8087 }
8088
8089 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
8090  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
8091  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
8092  */
8093 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
8094         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
8095         int pos, isl_int *opt)
8096 {
8097         isl_space *dims;
8098         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
8099         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
8100         struct isl_ctx *ctx;
8101         struct isl_vec *obj;
8102         unsigned total;
8103         unsigned nparam;
8104         unsigned dim1, dim2;
8105         enum isl_lp_result res;
8106
8107         if (!bset1 || !bset2)
8108                 return isl_lp_error;
8109
8110         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
8111         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
8112         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
8113         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
8114         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
8115         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
8116         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
8117         if (!bmap1 || !bmap2)
8118                 goto error;
8119         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
8120         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
8121                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
8122                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
8123         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
8124         if (!bmap1)
8125                 goto error;
8126         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8127         ctx = bmap1->ctx;
8128         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
8129         if (!obj)
8130                 goto error2;
8131         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
8132         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
8133         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
8134         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
8135                                         opt, NULL, NULL);
8136         isl_basic_map_free(bmap1);
8137         isl_vec_free(obj);
8138         return res;
8139 error:
8140         isl_basic_map_free(bmap2);
8141 error2:
8142         isl_basic_map_free(bmap1);
8143         return isl_lp_error;
8144 }
8145
8146 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
8147  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8148  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
8149  * smaller or larger than those in bset2.
8150  *
8151  * Returns
8152  *       1 if bset1 follows bset2
8153  *      -1 if bset1 precedes bset2
8154  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
8155  *      -2 if some error occurred.
8156  */
8157 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
8158         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
8159 {
8160         isl_int opt;
8161         enum isl_lp_result res;
8162         int cmp;
8163
8164         isl_int_init(opt);
8165
8166         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8167
8168         if (res == isl_lp_empty)
8169                 cmp = 0;
8170         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8171                   res == isl_lp_unbounded)
8172                 cmp = 1;
8173         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8174                 cmp = -1;
8175         else
8176                 cmp = -2;
8177
8178         isl_int_clear(opt);
8179         return cmp;
8180 }
8181
8182 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
8183  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8184  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
8185  * than a value of the same dimension in bset2.
8186  *
8187  * Return
8188  *       1 if there exists such a pair
8189  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8190  *      -1 otherwise
8191  *      -2 if some error occurred.
8192  */
8193 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8194         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
8195 {
8196         isl_int opt;
8197         enum isl_lp_result res;
8198         int cmp;
8199
8200         isl_int_init(opt);
8201
8202         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
8203
8204         if (res == isl_lp_empty)
8205                 cmp = -1;
8206         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
8207                   res == isl_lp_unbounded)
8208                 cmp = 1;
8209         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8210                 cmp = -1;
8211         else if (res == isl_lp_ok)
8212                 cmp = 0;
8213         else
8214                 cmp = -2;
8215
8216         isl_int_clear(opt);
8217         return cmp;
8218 }
8219
8220 /* Given two sets set1 and set2, check whether
8221  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8222  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
8223  * than a value of the same dimension in set2.
8224  *
8225  * Return
8226  *       1 if there exists such a pair
8227  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8228  *      -1 otherwise
8229  *      -2 if some error occurred.
8230  */
8231 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
8232         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
8233 {
8234         int i, j;
8235         int follows = -1;
8236
8237         if (!set1 || !set2)
8238                 return -2;
8239
8240         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
8241                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
8242                         int f;
8243                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
8244                         if (f == 1 || f == -2)
8245                                 return f;
8246                         if (f > follows)
8247                                 follows = f;
8248                 }
8249
8250         return follows;
8251 }
8252
8253 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8254         unsigned pos, isl_int *val)
8255 {
8256         int i;
8257         int d;
8258         unsigned total;
8259
8260         if (!bmap)
8261                 return -1;
8262         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8263         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8264                 for (; d+1 > pos; --d)
8265                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8266                                 break;
8267                 if (d != pos)
8268                         continue;
8269                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8270                         return 0;
8271                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8272                         return 0;
8273                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8274                         return 0;
8275                 if (val)
8276                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8277                 return 1;
8278         }
8279         return 0;
8280 }
8281
8282 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8283         unsigned pos, isl_int *val)
8284 {
8285         int i;
8286         isl_int v;
8287         isl_int tmp;
8288         int fixed;
8289
8290         if (!map)
8291                 return -1;
8292         if (map->n == 0)
8293                 return 0;
8294         if (map->n == 1)
8295                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8296         isl_int_init(v);
8297         isl_int_init(tmp);
8298         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8299         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8300                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8301                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8302                         fixed = 0;
8303         }
8304         if (val)
8305                 isl_int_set(*val, v);
8306         isl_int_clear(tmp);
8307         isl_int_clear(v);
8308         return fixed;
8309 }
8310
8311 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8312         unsigned pos, isl_int *val)
8313 {
8314         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8315                                                 pos, val);
8316 }
8317
8318 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8319         isl_int *val)
8320 {
8321         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8322 }
8323
8324 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8325         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8326 {
8327         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8328                 return -1;
8329         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8330                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8331 }
8332
8333 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8334         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8335 {
8336         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8337                 return -1;
8338         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8339                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8340 }
8341
8342 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8343         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8344 {
8345         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8346 }
8347
8348 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8349         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8350 {
8351         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8352 }
8353
8354 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8355  * then return this fixed value in *val.
8356  */
8357 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8358         unsigned dim, isl_int *val)
8359 {
8360         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8361                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8362 }
8363
8364 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8365  * then return this fixed value in *val.
8366  */
8367 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8368         unsigned dim, isl_int *val)
8369 {
8370         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8371 }
8372
8373 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8374         unsigned dim, isl_int *val)
8375 {
8376         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8377 }
8378
8379 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8380  * then return this fixed value in *val.
8381  */
8382 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8383         unsigned in, isl_int *val)
8384 {
8385         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8386 }
8387
8388 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8389  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8390  */
8391 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8392         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8393 {
8394         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8395         isl_int *c;
8396         unsigned total;
8397         unsigned nparam;
8398
8399         if (!bset)
8400                 return -1;
8401         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8402         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8403         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8404                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8405                         continue;
8406                 if (i_eq != -1)
8407                         return 0;
8408                 i_eq = i;
8409         }
8410         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8411                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8412                         continue;
8413                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8414                         return 0;
8415                 i_ineq = i;
8416         }
8417         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8418                 return 0;
8419         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8420         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8421         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8422                 return 0;
8423         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8424                 return 0;
8425         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8426                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8427                 return 0;
8428         if (val)
8429                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8430         return 1;
8431 }
8432
8433 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8434         unsigned dim, isl_int *val)
8435 {
8436         int i;
8437         isl_int v;
8438         isl_int tmp;
8439         int fixed;
8440
8441         if (!set)
8442                 return -1;
8443         if (set->n == 0)
8444                 return 0;
8445         if (set->n == 1)
8446                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8447                                                                 dim, val);
8448         isl_int_init(v);
8449         isl_int_init(tmp);
8450         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8451                                                                 dim, &v);
8452         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8453                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8454                                                                 dim, &tmp);
8455                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8456                         fixed = 0;
8457         }
8458         if (val)
8459                 isl_int_set(*val, v);
8460         isl_int_clear(tmp);
8461         isl_int_clear(v);
8462         return fixed;
8463 }
8464
8465 struct constraint {
8466         unsigned        size;
8467         isl_int         *c;
8468 };
8469
8470 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8471  * variables sorting first.
8472  */
8473 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8474 {
8475         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8476         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8477         int l1, l2;
8478         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8479
8480         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8481         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8482
8483         if (l1 != l2)
8484                 return l1 - l2;
8485
8486         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8487 }
8488
8489 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8490         struct isl_basic_map *bmap)
8491 {
8492         int i;
8493         struct constraint *c;
8494         unsigned total;
8495
8496         if (!bmap)
8497                 return NULL;
8498         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8499         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8500         if (!c)
8501                 goto error;
8502         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8503                 c[i].size = total;
8504                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8505         }
8506         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8507         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8508                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8509         free(c);
8510         return bmap;
8511 error:
8512         isl_basic_map_free(bmap);
8513         return NULL;
8514 }
8515
8516 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8517         __isl_take isl_basic_set *bset)
8518 {
8519         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8520                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8521 }
8522
8523 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8524 {
8525         if (!bmap)
8526                 return NULL;
8527         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8528                 return bmap;
8529         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8530         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8531         if (bmap)
8532                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8533         return bmap;
8534 }
8535
8536 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8537 {
8538         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8539                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8540 }
8541
8542 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8543         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8544 {
8545         int i, cmp;
8546         unsigned total;
8547
8548         if (bmap1 == bmap2)
8549                 return 0;
8550         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8551             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8552                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8553         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8554                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8555         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8556                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8557         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8558                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8559         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8560             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8561                 return 0;
8562         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8563                 return 1;
8564         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8565                 return -1;
8566         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8567                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8568         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8569                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8570         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8571                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8572         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8573         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8574                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8575                 if (cmp)
8576                         return cmp;
8577         }
8578         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8579                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8580                 if (cmp)
8581                         return cmp;
8582         }
8583         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8584                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8585                 if (cmp)
8586                         return cmp;
8587         }
8588         return 0;
8589 }
8590
8591 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8592         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8593 {
8594         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8595 }
8596
8597 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8598 {
8599         int i, cmp;
8600
8601         if (set1 == set2)
8602                 return 0;
8603         if (set1->n != set2->n)
8604                 return set1->n - set2->n;
8605
8606         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8607                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8608                 if (cmp)
8609                         return cmp;
8610         }
8611
8612         return 0;
8613 }
8614
8615 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8616         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8617 {
8618         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8619 }
8620
8621 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8622         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8623 {
8624         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8625                                             (isl_basic_map *)bset2);
8626 }
8627
8628 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8629 {
8630         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8631         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8632
8633         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8634 }
8635
8636 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8637  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8638  * meaning of any possible other copies of map.
8639  */
8640 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8641 {
8642         int i, j;
8643         struct isl_basic_map *bmap;
8644
8645         if (!map)
8646                 return NULL;
8647         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8648                 return map;
8649         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8650                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8651                 if (!bmap)
8652                         goto error;
8653                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8654                 map->p[i] = bmap;
8655         }
8656         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8657         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8658         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8659         if (!map)
8660                 return NULL;
8661         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8662                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8663                         continue;
8664                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8665                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8666                         map->p[j-1] = map->p[j];
8667                 map->n--;
8668         }
8669         return map;
8670 error:
8671         isl_map_free(map);
8672         return NULL;
8673
8674 }
8675
8676 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8677 {
8678         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8679 }
8680
8681 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8682 {
8683         int i;
8684         int equal;
8685
8686         if (!map1 || !map2)
8687                 return -1;
8688
8689         if (map1 == map2)
8690                 return 1;
8691         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8692                 return 0;
8693
8694         map1 = isl_map_copy(map1);
8695         map2 = isl_map_copy(map2);
8696         map1 = isl_map_normalize(map1);
8697         map2 = isl_map_normalize(map2);
8698         if (!map1 || !map2)
8699                 goto error;
8700         equal = map1->n == map2->n;
8701         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8702                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8703                 if (equal < 0)
8704                         goto error;
8705         }
8706         isl_map_free(map1);
8707         isl_map_free(map2);
8708         return equal;
8709 error:
8710         isl_map_free(map1);
8711         isl_map_free(map2);
8712         return -1;
8713 }
8714
8715 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8716 {
8717         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8718 }
8719
8720 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8721 {
8722         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8723                                                 (struct isl_map *)set2);
8724 }
8725
8726 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8727 {
8728         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8729 }
8730
8731 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8732  */
8733 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8734         isl_int min, isl_int max)
8735 {
8736         int k;
8737         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8738
8739         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8740         if (!bset)
8741                 goto error;
8742
8743         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8744         if (k < 0)
8745                 goto error;
8746         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8747         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8748
8749         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8750         if (k < 0)
8751                 goto error;
8752         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8753         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8754
8755         return bset;
8756 error:
8757         isl_basic_set_free(bset);
8758         return NULL;
8759 }
8760
8761 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8762  */
8763 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8764         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8765 {
8766         int i;
8767         unsigned dim;
8768         unsigned nparam;
8769         unsigned extra;
8770         unsigned n_eq;
8771         unsigned n_ineq;
8772         struct isl_basic_set *product = NULL;
8773
8774         if (!list)
8775                 goto error;
8776         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8777         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8778         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8779         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8780         extra = list->p[0]->n_div;
8781         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8782         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8783         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8784                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8785                 isl_assert(list->ctx,
8786                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8787                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8788                 extra += list->p[i]->n_div;
8789                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8790                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8791         }
8792         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8793                                         n_eq, n_ineq);
8794         if (!product)
8795                 goto error;
8796         dim = 0;
8797         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8798                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8799                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8800                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8801         }
8802         isl_basic_set_list_free(list);
8803         return product;
8804 error:
8805         isl_basic_set_free(product);
8806         isl_basic_set_list_free(list);
8807         return NULL;
8808 }
8809
8810 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8811                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8812 {
8813         isl_space *dim_result = NULL;
8814         struct isl_basic_map *bmap;
8815         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8816         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8817
8818         if (!bmap1 || !bmap2)
8819                 goto error;
8820
8821         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8822                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8823         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8824                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8825
8826         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8827         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8828         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8829         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8830         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8831
8832         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8833         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8834         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8835         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8836         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8837         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8838         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8839         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8840         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8841         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8842         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8843
8844         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8845                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8846                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8847                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8848         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8849         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8850         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8851         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8852 error:
8853         isl_basic_map_free(bmap1);
8854         isl_basic_map_free(bmap2);
8855         return NULL;
8856 }
8857
8858 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8859         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8860 {
8861         isl_basic_map *prod;
8862
8863         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8864         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8865         return prod;
8866 }
8867
8868 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8869         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8870 {
8871         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8872 }
8873
8874 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8875         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8876 {
8877         isl_space *space_result = NULL;
8878         isl_basic_map *bmap;
8879         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8880         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8881
8882         if (!bmap1 || !bmap2)
8883                 goto error;
8884
8885         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8886                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8887
8888         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8889         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8890         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8891         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8892
8893         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8894         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8895         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8896         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8897         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8898         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8899         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8900         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8901         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8902         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8903         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8904
8905         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8906                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8907                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8908                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8909         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8910         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8911         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8912         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8913 error:
8914         isl_basic_map_free(bmap1);
8915         isl_basic_map_free(bmap2);
8916         return NULL;
8917 }
8918
8919 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8920         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8921 {
8922         isl_space *dim_result = NULL;
8923         isl_basic_map *bmap;
8924         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8925         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8926
8927         if (!bmap1 || !bmap2)
8928                 goto error;
8929
8930         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8931                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8932                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8933                         "parameters don't match", goto error);
8934
8935         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8936                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8937
8938         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8939         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8940         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8941         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8942
8943         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8944         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8945         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8946         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8947         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8948         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8949         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8950         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8951         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8952         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8953         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8954
8955         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8956                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8957                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8958                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8959         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8960         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8961         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8962         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8963 error:
8964         isl_basic_map_free(bmap1);
8965         isl_basic_map_free(bmap2);
8966         return NULL;
8967 }
8968
8969 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8970         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8971 {
8972         isl_basic_map *prod;
8973
8974         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8975         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8976         return prod;
8977 }
8978
8979 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8980         __isl_take isl_map *map2,
8981         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8982                                            __isl_take isl_space *right),
8983         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8984                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8985 {
8986         unsigned flags = 0;
8987         struct isl_map *result;
8988         int i, j;
8989
8990         if (!map1 || !map2)
8991                 goto error;
8992
8993         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8994                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8995
8996         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8997             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8998                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8999
9000         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
9001                                                isl_space_copy(map2->dim)),
9002                                 map1->n * map2->n, flags);
9003         if (!result)
9004                 goto error;
9005         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
9006                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
9007                         struct isl_basic_map *part;
9008                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
9009                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
9010                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
9011                                 isl_basic_map_free(part);
9012                         else
9013                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
9014                         if (!result)
9015                                 goto error;
9016                 }
9017         isl_map_free(map1);
9018         isl_map_free(map2);
9019         return result;
9020 error:
9021         isl_map_free(map1);
9022         isl_map_free(map2);
9023         return NULL;
9024 }
9025
9026 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
9027  */
9028 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9029         __isl_take isl_map *map2)
9030 {
9031         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
9032 }
9033
9034 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
9035         __isl_take isl_map *map2)
9036 {
9037         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
9038 }
9039
9040 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
9041  */
9042 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
9043         __isl_take isl_map *map2)
9044 {
9045         isl_map *prod;
9046
9047         prod = isl_map_product(map1, map2);
9048         prod = isl_map_flatten(prod);
9049         return prod;
9050 }
9051
9052 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
9053  */
9054 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
9055 {
9056         return isl_map_range_product(set1, set2);
9057 }
9058
9059 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
9060         __isl_take isl_set *set2)
9061 {
9062         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
9063 }
9064
9065 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
9066  */
9067 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9068         __isl_take isl_map *map2)
9069 {
9070         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
9071                                 &isl_basic_map_domain_product);
9072 }
9073
9074 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
9075  */
9076 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
9077         __isl_take isl_map *map2)
9078 {
9079         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
9080                                 &isl_basic_map_range_product);
9081 }
9082
9083 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9084         __isl_take isl_map *map2)
9085 {
9086         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9087                                                 &map_domain_product_aligned);
9088 }
9089
9090 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9091         __isl_take isl_map *map2)
9092 {
9093         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
9094                                                 &map_range_product_aligned);
9095 }
9096
9097 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
9098  */
9099 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
9100         __isl_take isl_map *map2)
9101 {
9102         isl_map *prod;
9103
9104         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
9105         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
9106         return prod;
9107 }
9108
9109 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
9110  */
9111 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
9112         __isl_take isl_map *map2)
9113 {
9114         isl_map *prod;
9115
9116         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
9117         prod = isl_map_flatten_range(prod);
9118         return prod;
9119 }
9120
9121 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9122 {
9123         int i;
9124         uint32_t hash = isl_hash_init();
9125         unsigned total;
9126
9127         if (!bmap)
9128                 return 0;
9129         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
9130         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
9131         if (!bmap)
9132                 return 0;
9133         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
9134         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
9135         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
9136                 uint32_t c_hash;
9137                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
9138                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9139         }
9140         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
9141         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9142                 uint32_t c_hash;
9143                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
9144                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9145         }
9146         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
9147         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9148                 uint32_t c_hash;
9149                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9150                         continue;
9151                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
9152                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
9153                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
9154         }
9155         isl_basic_map_free(bmap);
9156         return hash;
9157 }
9158
9159 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9160 {
9161         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
9162 }
9163
9164 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
9165 {
9166         int i;
9167         uint32_t hash;
9168
9169         if (!map)
9170                 return 0;
9171         map = isl_map_copy(map);
9172         map = isl_map_normalize(map);
9173         if (!map)
9174                 return 0;
9175
9176         hash = isl_hash_init();
9177         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9178                 uint32_t bmap_hash;
9179                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
9180                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
9181         }
9182                 
9183         isl_map_free(map);
9184
9185         return hash;
9186 }
9187
9188 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
9189 {
9190         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
9191 }
9192
9193 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9194  * by the values of the other parameters and variables.
9195  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
9196  */
9197 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
9198 {
9199         int i;
9200         unsigned nparam;
9201
9202         if (!bset)
9203                 return -1;
9204         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
9205         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
9206                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
9207                         return 1;
9208         return 0;
9209 }
9210
9211 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9212  * by the values of the other parameters and variables.
9213  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
9214  * for each of the subsets.
9215  */
9216 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
9217 {
9218         int i;
9219
9220         if (!set)
9221                 return -1;
9222         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9223                 int unique;
9224                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
9225                 if (unique != 1)
9226                         return unique;
9227         }
9228         return 1;
9229 }
9230
9231 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
9232 {
9233         return set ? set->n : 0;
9234 }
9235
9236 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
9237         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
9238 {
9239         int i;
9240
9241         if (!map)
9242                 return -1;
9243
9244         for (i = 0; i < map->n; ++i)
9245                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
9246                         return -1;
9247
9248         return 0;
9249 }
9250
9251 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9252         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9253 {
9254         int i;
9255
9256         if (!set)
9257                 return -1;
9258
9259         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9260                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9261                         return -1;
9262
9263         return 0;
9264 }
9265
9266 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9267 {
9268         isl_space *dim;
9269
9270         if (!bset)
9271                 return NULL;
9272
9273         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9274         if (!bset)
9275                 return NULL;
9276
9277         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9278         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9279         if (!dim)
9280                 goto error;
9281         isl_space_free(bset->dim);
9282         bset->dim = dim;
9283         bset->extra -= bset->n_div;
9284         bset->n_div = 0;
9285
9286         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9287
9288         return bset;
9289 error:
9290         isl_basic_set_free(bset);
9291         return NULL;
9292 }
9293
9294 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9295 {
9296         int i;
9297         isl_space *dim;
9298         unsigned n_div;
9299
9300         set = isl_set_align_divs(set);
9301
9302         if (!set)
9303                 return NULL;
9304
9305         set = isl_set_cow(set);
9306         if (!set)
9307                 return NULL;
9308
9309         n_div = set->p[0]->n_div;
9310         dim = isl_set_get_space(set);
9311         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9312         if (!dim)
9313                 goto error;
9314         isl_space_free(set->dim);
9315         set->dim = dim;
9316
9317         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9318                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9319                 if (!set->p[i])
9320                         goto error;
9321         }
9322
9323         return set;
9324 error:
9325         isl_set_free(set);
9326         return NULL;
9327 }
9328
9329 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9330 {
9331         isl_space *dim;
9332         struct isl_basic_map *bmap;
9333         unsigned n_set;
9334         unsigned n_div;
9335         unsigned n_param;
9336         unsigned total;
9337         int i, k, l;
9338
9339         set = isl_set_align_divs(set);
9340
9341         if (!set)
9342                 return NULL;
9343
9344         dim = isl_set_get_space(set);
9345         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9346                 isl_set_free(set);
9347                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9348         }
9349
9350         n_div = set->p[0]->n_div;
9351         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9352         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9353         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9354         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9355         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9356         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9357                 bmap = var_equal(bmap, i);
9358
9359         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9360         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9361                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9362                 if (k < 0)
9363                         goto error;
9364                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9365                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9366                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9367                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9368                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9369                             set->p[0]->div[i][0]);
9370
9371                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9372                 if (l < 0)
9373                         goto error;
9374                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9375                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9376                             set->p[0]->div[i][0]);
9377                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9378         }
9379
9380         isl_set_free(set);
9381         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9382         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9383         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9384 error:
9385         isl_set_free(set);
9386         isl_basic_map_free(bmap);
9387         return NULL;
9388 }
9389
9390 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9391 {
9392         unsigned dim;
9393         int size = 0;
9394
9395         if (!bset)
9396                 return -1;
9397
9398         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9399         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9400         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9401         size += bset->n_div * (2 + dim);
9402
9403         return size;
9404 }
9405
9406 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9407 {
9408         int i;
9409         int size = 0;
9410
9411         if (!set)
9412                 return -1;
9413
9414         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9415                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9416
9417         return size;
9418 }
9419
9420 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9421  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9422  */
9423 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9424         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9425 {
9426         int i;
9427
9428         if (!bmap)
9429                 return -1;
9430
9431         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9432
9433         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9434
9435         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9436                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9437                         continue;
9438                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9439                         return 1;
9440         }
9441
9442         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9443                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9444                         return 1;
9445
9446         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9447                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9448                 if (sgn > 0)
9449                         lower = 1;
9450                 if (sgn < 0)
9451                         upper = 1;
9452         }
9453
9454         return lower && upper;
9455 }
9456
9457 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9458         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9459 {
9460         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9461 }
9462
9463 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9464         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9465 {
9466         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9467 }
9468
9469 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9470         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9471 {
9472         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9473 }
9474
9475 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9476         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9477 {
9478         int i;
9479
9480         if (!map)
9481                 return -1;
9482
9483         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9484                 int bounded;
9485                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9486                 if (bounded < 0 || !bounded)
9487                         return bounded;
9488         }
9489
9490         return 1;
9491 }
9492
9493 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9494  * and a lower bound.
9495  */
9496 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9497         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9498 {
9499         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9500 }
9501
9502 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9503  */
9504 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9505         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9506         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9507                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9508 {
9509         int i;
9510
9511         if (!map)
9512                 return -1;
9513
9514         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9515                 int bounded;
9516                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9517                 if (bounded < 0 || bounded)
9518                         return bounded;
9519         }
9520
9521         return 0;
9522 }
9523
9524 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9525  */
9526 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9527         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9528 {
9529         return has_any_bound(set, type, pos,
9530                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9531 }
9532
9533 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9534  */
9535 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9536         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9537 {
9538         return has_any_bound(set, type, pos,
9539                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9540 }
9541
9542 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9543  */
9544 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9545         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9546         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9547                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9548 {
9549         int i;
9550
9551         if (!map)
9552                 return -1;
9553
9554         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9555                 int bounded;
9556                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9557                 if (bounded < 0 || !bounded)
9558                         return bounded;
9559         }
9560
9561         return 1;
9562 }
9563
9564 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9565  */
9566 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9567         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9568 {
9569         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9570 }
9571
9572 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9573  */
9574 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9575         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9576 {
9577         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9578 }
9579
9580 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9581  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9582  * elements of the array "signs".
9583  * Sign
9584  *      1 means that the variable is non-negative
9585  *      -1 means that the variable is non-positive
9586  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9587  */
9588 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9589         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9590 {
9591         isl_vec *bound = NULL;
9592         struct isl_tab *tab = NULL;
9593         struct isl_tab_undo *snap;
9594         int i;
9595
9596         if (!bset || !signs)
9597                 return -1;
9598
9599         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9600         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9601         if (!bound || !tab)
9602                 goto error;
9603
9604         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9605         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9606
9607         snap = isl_tab_snap(tab);
9608         for (i = 0; i < n; ++i) {
9609                 int empty;
9610
9611                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9612                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9613                         goto error;
9614                 empty = tab->empty;
9615                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9616                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9617                         goto error;
9618
9619                 if (empty) {
9620                         signs[i] = 1;
9621                         continue;
9622                 }
9623
9624                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9625                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9626                         goto error;
9627                 empty = tab->empty;
9628                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9629                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9630                         goto error;
9631
9632                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9633         }
9634
9635         isl_tab_free(tab);
9636         isl_vec_free(bound);
9637         return 0;
9638 error:
9639         isl_tab_free(tab);
9640         isl_vec_free(bound);
9641         return -1;
9642 }
9643
9644 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9645         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9646 {
9647         if (!bset || !signs)
9648                 return -1;
9649         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9650                 return -1);
9651
9652         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9653         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9654 }
9655
9656 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9657  * In particular, for each output dimension, check that there is
9658  * an equality that defines the output dimension in terms of
9659  * earlier dimensions.
9660  */
9661 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9662 {
9663         int i, j;
9664         unsigned total;
9665         unsigned n_out;
9666         unsigned o_out;
9667
9668         if (!bmap)
9669                 return -1;
9670
9671         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9672         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9673         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9674
9675         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9676                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9677                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9678                                 continue;
9679                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9680                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9681                                 break;
9682                 }
9683                 if (j >= bmap->n_eq)
9684                         return 0;
9685         }
9686
9687         return 1;
9688 }
9689
9690 /* Check if the given basic map is single-valued.
9691  * We simply compute
9692  *
9693  *      M \circ M^-1
9694  *
9695  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9696  */
9697 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9698 {
9699         isl_space *space;
9700         isl_basic_map *test;
9701         isl_basic_map *id;
9702         int sv;
9703
9704         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9705         if (sv < 0 || sv)
9706                 return sv;
9707
9708         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9709         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9710
9711         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9712         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9713         id = isl_basic_map_identity(space);
9714
9715         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9716
9717         isl_basic_map_free(test);
9718         isl_basic_map_free(id);
9719
9720         return sv;
9721 }
9722
9723 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9724  */
9725 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9726 {
9727         if (!map)
9728                 return -1;
9729         if (map->n == 0)
9730                 return 1;
9731         if (map->n >= 2)
9732                 return 0;
9733
9734         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9735 }
9736
9737 /* Check if the given map is single-valued.
9738  * We simply compute
9739  *
9740  *      M \circ M^-1
9741  *
9742  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9743  */
9744 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9745 {
9746         isl_space *dim;
9747         isl_map *test;
9748         isl_map *id;
9749         int sv;
9750
9751         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9752         if (sv < 0 || sv)
9753                 return sv;
9754
9755         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9756         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9757
9758         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9759         id = isl_map_identity(dim);
9760
9761         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9762
9763         isl_map_free(test);
9764         isl_map_free(id);
9765
9766         return sv;
9767 }
9768
9769 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9770 {
9771         int in;
9772
9773         map = isl_map_copy(map);
9774         map = isl_map_reverse(map);
9775         in = isl_map_is_single_valued(map);
9776         isl_map_free(map);
9777
9778         return in;
9779 }
9780
9781 /* Check if the given map is obviously injective.
9782  */
9783 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9784 {
9785         int in;
9786
9787         map = isl_map_copy(map);
9788         map = isl_map_reverse(map);
9789         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9790         isl_map_free(map);
9791
9792         return in;
9793 }
9794
9795 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9796 {
9797         int sv;
9798
9799         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9800         if (sv < 0 || !sv)
9801                 return sv;
9802
9803         return isl_map_is_injective(map);
9804 }
9805
9806 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9807 {
9808         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9809 }
9810
9811 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9812 {
9813         int ok;
9814         isl_set *delta;
9815
9816         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9817         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9818         isl_set_free(delta);
9819
9820         return ok;
9821 }
9822
9823 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9824 {
9825         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9826                 return 0;
9827         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9828                 return 0;
9829         return 1;
9830 }
9831
9832 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9833 {
9834         int i, j;
9835         unsigned nvar;
9836         unsigned ovar;
9837
9838         if (!bset)
9839                 return -1;
9840
9841         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9842                 return 0;
9843
9844         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9845         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9846         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9847                 int lower = 0, upper = 0;
9848                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9849                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9850                                 continue;
9851                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9852                                 return 0;
9853                         break;
9854                 }
9855                 if (i < bset->n_eq)
9856                         continue;
9857                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9858                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9859                                 continue;
9860                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9861                                 return 0;
9862                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9863                                 lower = 1;
9864                         else
9865                                 upper = 1;
9866                 }
9867                 if (!lower || !upper)
9868                         return 0;
9869         }
9870
9871         return 1;
9872 }
9873
9874 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9875 {
9876         if (!set)
9877                 return -1;
9878         if (set->n != 1)
9879                 return 0;
9880
9881         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9882 }
9883
9884 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9885 {
9886         if (!bset)
9887                 return -1;
9888         
9889         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9890 }
9891
9892 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9893 {
9894         if (!set)
9895                 return -1;
9896         
9897         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9898 }
9899
9900 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9901 {
9902         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9903         if (!bmap)
9904                 return NULL;
9905
9906         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9907         if (!bmap->dim)
9908                 goto error;
9909
9910         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9911
9912         return (isl_basic_set *)bmap;
9913 error:
9914         isl_basic_map_free(bmap);
9915         return NULL;
9916 }
9917
9918 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9919 {
9920         int i;
9921
9922         map = isl_map_cow(map);
9923         if (!map)
9924                 return NULL;
9925
9926         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9927                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9928                 if (!map->p[i])
9929                         goto error;
9930         }
9931         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9932         if (!map->dim)
9933                 goto error;
9934
9935         return (isl_set *)map;
9936 error:
9937         isl_map_free(map);
9938         return NULL;
9939 }
9940
9941 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9942 {
9943         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9944         if (!bset)
9945                 return NULL;
9946
9947         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9948         if (!bset->dim)
9949                 goto error;
9950
9951         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9952
9953         return (isl_basic_map *)bset;
9954 error:
9955         isl_basic_set_free(bset);
9956         return NULL;
9957 }
9958
9959 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9960 {
9961         int i;
9962
9963         if (!set)
9964                 return NULL;
9965
9966         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9967                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9968                         goto error);
9969
9970         set = isl_set_cow(set);
9971         if (!set)
9972                 return NULL;
9973
9974         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9975                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9976                 if (!set->p[i])
9977                         goto error;
9978         }
9979
9980         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9981         if (!set->dim)
9982                 goto error;
9983
9984         return (isl_map *)set;
9985 error:
9986         isl_set_free(set);
9987         return NULL;
9988 }
9989
9990 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9991         enum isl_dim_type type)
9992 {
9993         if (!bmap)
9994                 return NULL;
9995
9996         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9997                 return bmap;
9998
9999         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10000         if (!bmap)
10001                 return NULL;
10002
10003         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
10004         if (!bmap->dim)
10005                 goto error;
10006
10007         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10008
10009         return bmap;
10010 error:
10011         isl_basic_map_free(bmap);
10012         return NULL;
10013 }
10014
10015 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
10016         enum isl_dim_type type)
10017 {
10018         int i;
10019
10020         if (!map)
10021                 return NULL;
10022
10023         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
10024                 return map;
10025
10026         map = isl_map_cow(map);
10027         if (!map)
10028                 return NULL;
10029
10030         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10031                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
10032                 if (!map->p[i])
10033                         goto error;
10034         }
10035         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
10036         if (!map->dim)
10037                 goto error;
10038
10039         return map;
10040 error:
10041         isl_map_free(map);
10042         return NULL;
10043 }
10044
10045 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10046 {
10047         if (!bmap)
10048                 return NULL;
10049
10050         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
10051                 return bmap;
10052
10053         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10054         if (!bmap)
10055                 return NULL;
10056
10057         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
10058         if (!bmap->dim)
10059                 goto error;
10060
10061         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10062
10063         return bmap;
10064 error:
10065         isl_basic_map_free(bmap);
10066         return NULL;
10067 }
10068
10069 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
10070 {
10071         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
10072 }
10073
10074 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
10075         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10076 {
10077         if (!bmap)
10078                 return NULL;
10079
10080         if (!bmap->dim->nested[0])
10081                 return bmap;
10082
10083         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10084         if (!bmap)
10085                 return NULL;
10086
10087         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
10088         if (!bmap->dim)
10089                 goto error;
10090
10091         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10092
10093         return bmap;
10094 error:
10095         isl_basic_map_free(bmap);
10096         return NULL;
10097 }
10098
10099 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
10100         __isl_take isl_basic_map *bmap)
10101 {
10102         if (!bmap)
10103                 return NULL;
10104
10105         if (!bmap->dim->nested[1])
10106                 return bmap;
10107
10108         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10109         if (!bmap)
10110                 return NULL;
10111
10112         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
10113         if (!bmap->dim)
10114                 goto error;
10115
10116         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10117
10118         return bmap;
10119 error:
10120         isl_basic_map_free(bmap);
10121         return NULL;
10122 }
10123
10124 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
10125 {
10126         int i;
10127
10128         if (!map)
10129                 return NULL;
10130
10131         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
10132                 return map;
10133
10134         map = isl_map_cow(map);
10135         if (!map)
10136                 return NULL;
10137
10138         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10139                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
10140                 if (!map->p[i])
10141                         goto error;
10142         }
10143         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
10144         if (!map->dim)
10145                 goto error;
10146
10147         return map;
10148 error:
10149         isl_map_free(map);
10150         return NULL;
10151 }
10152
10153 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
10154 {
10155         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
10156 }
10157
10158 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
10159 {
10160         isl_space *dim, *flat_dim;
10161         isl_map *map;
10162
10163         dim = isl_set_get_space(set);
10164         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
10165         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
10166         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
10167
10168         return map;
10169 }
10170
10171 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
10172 {
10173         int i;
10174
10175         if (!map)
10176                 return NULL;
10177
10178         if (!map->dim->nested[0])
10179                 return map;
10180
10181         map = isl_map_cow(map);
10182         if (!map)
10183                 return NULL;
10184
10185         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10186                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
10187                 if (!map->p[i])
10188                         goto error;
10189         }
10190         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
10191         if (!map->dim)
10192                 goto error;
10193
10194         return map;
10195 error:
10196         isl_map_free(map);
10197         return NULL;
10198 }
10199
10200 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
10201 {
10202         int i;
10203
10204         if (!map)
10205                 return NULL;
10206
10207         if (!map->dim->nested[1])
10208                 return map;
10209
10210         map = isl_map_cow(map);
10211         if (!map)
10212                 return NULL;
10213
10214         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10215                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
10216                 if (!map->p[i])
10217                         goto error;
10218         }
10219         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
10220         if (!map->dim)
10221                 goto error;
10222
10223         return map;
10224 error:
10225         isl_map_free(map);
10226         return NULL;
10227 }
10228
10229 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
10230  * and set the dimension specification to "dim".
10231  */
10232 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10233         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
10234 {
10235         isl_basic_map *res;
10236         unsigned flags;
10237
10238         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10239         if (!bmap || !dim || !dim_map)
10240                 goto error;
10241
10242         flags = bmap->flags;
10243         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
10244         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
10245         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
10246         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
10247                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
10248         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
10249         if (res)
10250                 res->flags = flags;
10251         res = isl_basic_map_finalize(res);
10252         return res;
10253 error:
10254         free(dim_map);
10255         isl_basic_map_free(bmap);
10256         isl_space_free(dim);
10257         return NULL;
10258 }
10259
10260 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10261  */
10262 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10263         __isl_take isl_reordering *r)
10264 {
10265         int i;
10266         struct isl_dim_map *dim_map;
10267
10268         map = isl_map_cow(map);
10269         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10270         if (!map || !r || !dim_map)
10271                 goto error;
10272
10273         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10274                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10275
10276                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10277
10278                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10279                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10280
10281                 if (!map->p[i])
10282                         goto error;
10283         }
10284
10285         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10286
10287         isl_reordering_free(r);
10288         free(dim_map);
10289         return map;
10290 error:
10291         free(dim_map);
10292         isl_map_free(map);
10293         isl_reordering_free(r);
10294         return NULL;
10295 }
10296
10297 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10298         __isl_take isl_reordering *r)
10299 {
10300         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10301 }
10302
10303 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10304         __isl_take isl_space *model)
10305 {
10306         isl_ctx *ctx;
10307
10308         if (!map || !model)
10309                 goto error;
10310
10311         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10312         if (!isl_space_has_named_params(model))
10313                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10314                         "model has unnamed parameters", goto error);
10315         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10316                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10317                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10318         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10319                 isl_reordering *exp;
10320
10321                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10322                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10323                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10324                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10325                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10326                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10327                 map = isl_map_realign(map, exp);
10328         }
10329
10330         isl_space_free(model);
10331         return map;
10332 error:
10333         isl_space_free(model);
10334         isl_map_free(map);
10335         return NULL;
10336 }
10337
10338 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10339         __isl_take isl_space *model)
10340 {
10341         return isl_map_align_params(set, model);
10342 }
10343
10344 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10345  * additional parameters if needed.
10346  */
10347 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10348         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10349 {
10350         isl_ctx *ctx;
10351
10352         if (!bmap || !model)
10353                 goto error;
10354
10355         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10356         if (!isl_space_has_named_params(model))
10357                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10358                         "model has unnamed parameters", goto error);
10359         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10360                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10361                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10362         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10363                 isl_reordering *exp;
10364                 struct isl_dim_map *dim_map;
10365
10366                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10367                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10368                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10369                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10370                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10371                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10372                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10373                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10374                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10375                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10376                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10377                 isl_reordering_free(exp);
10378                 free(dim_map);
10379         }
10380
10381         isl_space_free(model);
10382         return bmap;
10383 error:
10384         isl_space_free(model);
10385         isl_basic_map_free(bmap);
10386         return NULL;
10387 }
10388
10389 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10390  * additional parameters if needed.
10391  */
10392 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10393         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10394 {
10395         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10396 }
10397
10398 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10399                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10400                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10401                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10402 {
10403         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10404         struct isl_mat *mat;
10405         int i, j, k;
10406         int pos;
10407
10408         if (!bmap)
10409                 return NULL;
10410         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10411                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10412         if (!mat)
10413                 return NULL;
10414         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10415                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10416                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10417                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10418                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10419                                             bmap->eq[i][off + k]);
10420                                 ++pos;
10421                         }
10422                 }
10423
10424         return mat;
10425 }
10426
10427 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10428                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10429                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10430                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10431 {
10432         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10433         struct isl_mat *mat;
10434         int i, j, k;
10435         int pos;
10436
10437         if (!bmap)
10438                 return NULL;
10439         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10440                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10441         if (!mat)
10442                 return NULL;
10443         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10444                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10445                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10446                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10447                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10448                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10449                                 ++pos;
10450                         }
10451                 }
10452
10453         return mat;
10454 }
10455
10456 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10457         __isl_take isl_space *dim,
10458         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10459         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10460         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10461 {
10462         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10463         isl_basic_map *bmap;
10464         unsigned total;
10465         unsigned extra;
10466         int i, j, k, l;
10467         int pos;
10468
10469         if (!dim || !eq || !ineq)
10470                 goto error;
10471
10472         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10473                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10474                         "equalities and inequalities matrices should have "
10475                         "same number of columns", goto error);
10476
10477         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10478
10479         if (eq->n_col < total)
10480                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10481                         "number of columns too small", goto error);
10482
10483         extra = eq->n_col - total;
10484
10485         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10486                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10487         if (!bmap)
10488                 goto error;
10489         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10490                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10491                 if (k < 0)
10492                         goto error;
10493                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10494         }
10495         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10496                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10497                 if (l < 0)
10498                         goto error;
10499                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10500                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10501                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10502                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10503                                             eq->row[i][pos]);
10504                                 ++pos;
10505                         }
10506                 }
10507         }
10508         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10509                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10510                 if (l < 0)
10511                         goto error;
10512                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10513                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10514                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10515                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10516                                             ineq->row[i][pos]);
10517                                 ++pos;
10518                         }
10519                 }
10520         }
10521
10522         isl_space_free(dim);
10523         isl_mat_free(eq);
10524         isl_mat_free(ineq);
10525
10526         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10527         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10528 error:
10529         isl_space_free(dim);
10530         isl_mat_free(eq);
10531         isl_mat_free(ineq);
10532         return NULL;
10533 }
10534
10535 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10536         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10537         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10538 {
10539         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10540                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10541 }
10542
10543 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10544         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10545         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10546 {
10547         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10548                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10549 }
10550
10551 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10552         __isl_take isl_space *dim,
10553         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10554         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10555 {
10556         return (isl_basic_set*)
10557             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10558                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10559 }
10560
10561 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10562 {
10563         if (!bmap)
10564                 return -1;
10565         
10566         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10567 }
10568
10569 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10570 {
10571         if (!map)
10572                 return -1;
10573         
10574         return isl_space_can_zip(map->dim);
10575 }
10576
10577 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10578  * (A -> C) -> (B -> D).
10579  */
10580 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10581 {
10582         unsigned pos;
10583         unsigned n1;
10584         unsigned n2;
10585
10586         if (!bmap)
10587                 return NULL;
10588
10589         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10590                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10591                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10592         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10593                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10594         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10595         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10596         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10597         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10598         if (!bmap)
10599                 return NULL;
10600         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10601         if (!bmap->dim)
10602                 goto error;
10603         return bmap;
10604 error:
10605         isl_basic_map_free(bmap);
10606         return NULL;
10607 }
10608
10609 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10610  * (A -> C) -> (B -> D).
10611  */
10612 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10613 {
10614         int i;
10615
10616         if (!map)
10617                 return NULL;
10618
10619         if (!isl_map_can_zip(map))
10620                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10621                         goto error);
10622
10623         map = isl_map_cow(map);
10624         if (!map)
10625                 return NULL;
10626
10627         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10628                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10629                 if (!map->p[i])
10630                         goto error;
10631         }
10632
10633         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10634         if (!map->dim)
10635                 goto error;
10636
10637         return map;
10638 error:
10639         isl_map_free(map);
10640         return NULL;
10641 }
10642
10643 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10644  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10645  */
10646 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10647 {
10648         if (!bmap)
10649                 return -1;
10650
10651         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10652 }
10653
10654 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10655  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10656  */
10657 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10658 {
10659         if (!map)
10660                 return -1;
10661
10662         return isl_space_can_curry(map->dim);
10663 }
10664
10665 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10666  * A -> (B -> C).
10667  */
10668 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10669 {
10670
10671         if (!bmap)
10672                 return NULL;
10673
10674         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10675                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10676                         "basic map cannot be curried", goto error);
10677         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10678         if (!bmap)
10679                 return NULL;
10680         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10681         if (!bmap->dim)
10682                 goto error;
10683         return bmap;
10684 error:
10685         isl_basic_map_free(bmap);
10686         return NULL;
10687 }
10688
10689 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10690  * A -> (B -> C).
10691  */
10692 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10693 {
10694         int i;
10695
10696         if (!map)
10697                 return NULL;
10698
10699         if (!isl_map_can_curry(map))
10700                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10701                         goto error);
10702
10703         map = isl_map_cow(map);
10704         if (!map)
10705                 return NULL;
10706
10707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10708                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10709                 if (!map->p[i])
10710                         goto error;
10711         }
10712
10713         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10714         if (!map->dim)
10715                 goto error;
10716
10717         return map;
10718 error:
10719         isl_map_free(map);
10720         return NULL;
10721 }
10722
10723 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10724  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10725  */
10726 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10727 {
10728         if (!bmap)
10729                 return -1;
10730
10731         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10732 }
10733
10734 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10735  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10736  */
10737 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10738 {
10739         if (!map)
10740                 return -1;
10741
10742         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10743 }
10744
10745 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10746  * (A -> B) -> C.
10747  */
10748 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10749 {
10750
10751         if (!bmap)
10752                 return NULL;
10753
10754         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10755                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10756                         "basic map cannot be uncurried",
10757                         return isl_basic_map_free(bmap));
10758         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10759         if (!bmap)
10760                 return NULL;
10761         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10762         if (!bmap->dim)
10763                 return isl_basic_map_free(bmap);
10764         return bmap;
10765 }
10766
10767 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10768  * (A -> B) -> C.
10769  */
10770 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10771 {
10772         int i;
10773
10774         if (!map)
10775                 return NULL;
10776
10777         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10778                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10779                         return isl_map_free(map));
10780
10781         map = isl_map_cow(map);
10782         if (!map)
10783                 return NULL;
10784
10785         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10786                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10787                 if (!map->p[i])
10788                         return isl_map_free(map);
10789         }
10790
10791         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10792         if (!map->dim)
10793                 return isl_map_free(map);
10794
10795         return map;
10796 }
10797
10798 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10799  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10800  */
10801 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10802 {
10803         int k;
10804         int pos;
10805         isl_local_space *ls;
10806         isl_basic_map *bmap;
10807
10808         if (!aff)
10809                 return NULL;
10810
10811         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10812         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10813         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10814         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10815         if (k < 0)
10816                 goto error;
10817
10818         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10819         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10820         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10821         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10822                     aff->v->size - (pos + 1));
10823
10824         isl_aff_free(aff);
10825         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10826         return bmap;
10827 error:
10828         isl_aff_free(aff);
10829         isl_basic_map_free(bmap);
10830         return NULL;
10831 }
10832
10833 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10834  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10835  */
10836 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10837 {
10838         isl_basic_map *bmap;
10839
10840         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10841         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10842 }
10843
10844 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10845  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10846  * corresponding affine expression.
10847  */
10848 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10849         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10850 {
10851         int i;
10852         isl_space *space;
10853         isl_basic_map *bmap;
10854
10855         if (!maff)
10856                 return NULL;
10857
10858         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10859                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10860                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10861
10862         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10863         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10864
10865         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10866                 isl_aff *aff;
10867                 isl_basic_map *bmap_i;
10868
10869                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10870                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10871
10872                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10873         }
10874
10875         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10876
10877         isl_multi_aff_free(maff);
10878         return bmap;
10879 }
10880
10881 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10882  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10883  * corresponding affine expression.
10884  */
10885 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10886 {
10887         isl_basic_map *bmap;
10888
10889         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10890         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10891 }
10892
10893 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10894  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10895  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10896  * corresponding affine expression.
10897  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10898  * domain_dim.
10899  */
10900 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10901         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10902 {
10903         int i;
10904         isl_space *dim;
10905         isl_basic_map *bmap;
10906
10907         if (!list)
10908                 return NULL;
10909
10910         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10911         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10912
10913         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10914                 isl_aff *aff;
10915                 isl_basic_map *bmap_i;
10916
10917                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10918                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10919
10920                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10921         }
10922
10923         isl_aff_list_free(list);
10924         return bmap;
10925 }
10926
10927 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10928         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10929 {
10930         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10931 }
10932
10933 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10934  */
10935 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10936         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10937 {
10938         isl_basic_map *bmap = NULL;
10939         int i;
10940
10941         if (!space)
10942                 return NULL;
10943
10944         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10945                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10946                         "index out of bounds", goto error);
10947         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10948                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10949                         "index out of bounds", goto error);
10950
10951         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10952                 return isl_basic_map_universe(space);
10953
10954         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10955         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10956         if (i < 0)
10957                 goto error;
10958         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10959         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10960         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10961         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10962         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10963         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10964         isl_space_free(space);
10965         return bmap;
10966 error:
10967         isl_space_free(space);
10968         isl_basic_map_free(bmap);
10969         return NULL;
10970 }
10971
10972 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10973  */
10974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10975         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10976 {
10977         isl_basic_map *eq;
10978
10979         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10980
10981         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10982
10983         return bmap;
10984 }
10985
10986 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10987  */
10988 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10989         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10990 {
10991         isl_basic_map *bmap;
10992
10993         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10994
10995         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10996
10997         return map;
10998 }
10999
11000 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
11001  */
11002 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
11003         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11004 {
11005         isl_basic_map *bmap = NULL;
11006         int i;
11007
11008         if (!map)
11009                 return NULL;
11010
11011         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
11012                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11013                         "index out of bounds", goto error);
11014         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
11015                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11016                         "index out of bounds", goto error);
11017
11018         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
11019         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
11020         if (i < 0)
11021                 goto error;
11022         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11023         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11024         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11025         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
11026         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
11027         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11028
11029         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11030
11031         return map;
11032 error:
11033         isl_basic_map_free(bmap);
11034         isl_map_free(map);
11035         return NULL;
11036 }
11037
11038 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11039  * greater than or equal to that of the second.
11040  */
11041 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
11042         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11043 {
11044         isl_constraint *c;
11045         isl_local_space *ls;
11046
11047         if (!bmap)
11048                 return NULL;
11049
11050         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
11051                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11052                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11053         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
11054                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
11055                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
11056
11057         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
11058                 return bmap;
11059
11060         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
11061         c = isl_inequality_alloc(ls);
11062         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
11063         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
11064         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
11065
11066         return bmap;
11067 }
11068
11069 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11070  * greater than that of the second.
11071  */
11072 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
11073         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11074 {
11075         isl_basic_map *bmap = NULL;
11076         int i;
11077
11078         if (!map)
11079                 return NULL;
11080
11081         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
11082                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11083                         "index out of bounds", goto error);
11084         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
11085                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
11086                         "index out of bounds", goto error);
11087
11088         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
11089                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
11090                 isl_map_free(map);
11091                 return isl_map_empty(space);
11092         }
11093
11094         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
11095         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
11096         if (i < 0)
11097                 goto error;
11098         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
11099         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
11100         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
11101         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
11102         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
11103         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
11104         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
11105
11106         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
11107
11108         return map;
11109 error:
11110         isl_basic_map_free(bmap);
11111         isl_map_free(map);
11112         return NULL;
11113 }
11114
11115 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
11116  * smaller than that of the second.
11117  */
11118 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
11119         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
11120 {
11121         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
11122 }
11123
11124 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
11125         int pos)
11126 {
11127         isl_aff *div;
11128         isl_local_space *ls;
11129
11130         if (!bmap)
11131                 return NULL;
11132
11133         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
11134                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
11135                         "some divs are unknown", return NULL);
11136
11137         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
11138         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
11139         isl_local_space_free(ls);
11140
11141         return div;
11142 }
11143
11144 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11145         int pos)
11146 {
11147         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
11148 }
11149
11150 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
11151  *
11152  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
11153  *
11154  *      f/d
11155  *
11156  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
11157  *
11158  *      floor((a i + g)/m)
11159  *
11160  * is replaced by
11161  *
11162  *      floor((a f + d g)/(m d))
11163  *
11164  * Constraints of the form
11165  *
11166  *      a i + g
11167  *
11168  * are replaced by
11169  *
11170  *      a f + d g
11171  *
11172  * We currently require that "subs" is an integral expression.
11173  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
11174  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
11175  */
11176 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
11177         __isl_take isl_basic_set *bset,
11178         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11179 {
11180         int i;
11181         isl_int v;
11182         isl_ctx *ctx;
11183
11184         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
11185                 return bset;
11186
11187         bset = isl_basic_set_cow(bset);
11188         if (!bset || !subs)
11189                 goto error;
11190
11191         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
11192         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
11193                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11194                         "spaces don't match", goto error);
11195         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
11196                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
11197                         "cannot handle divs yet", goto error);
11198         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
11199                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
11200                         "can only substitute integer expressions", goto error);
11201
11202         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
11203
11204         isl_int_init(v);
11205
11206         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11207                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
11208                         continue;
11209                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
11210                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
11211                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
11212                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11213         }
11214
11215         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11216                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
11217                         continue;
11218                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
11219                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
11220                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
11221                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11222         }
11223
11224         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11225                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
11226                         continue;
11227                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
11228                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
11229                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
11230                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
11231                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11232                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
11233         }
11234
11235         isl_int_clear(v);
11236
11237         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
11238         return isl_basic_set_finalize(bset);
11239 error:
11240         isl_basic_set_free(bset);
11241         return NULL;
11242 }
11243
11244 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
11245  */
11246 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
11247         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11248 {
11249         int i;
11250
11251         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
11252                 return set;
11253
11254         set = isl_set_cow(set);
11255         if (!set || !subs)
11256                 goto error;
11257
11258         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11259                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11260                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11261                         goto error;
11262         }
11263
11264         return set;
11265 error:
11266         isl_set_free(set);
11267         return NULL;
11268 }
11269
11270 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
11271  * Return -1 if anything is wrong.
11272  */
11273 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
11274         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11275 {
11276         int m;
11277         isl_space *ma_space;
11278
11279         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11280         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
11281         isl_space_free(ma_space);
11282         if (m >= 0 && !m)
11283                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11284                         "spaces don't match", return -1);
11285         return m;
11286 }
11287
11288 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11289  * Return -1 if anything is wrong.
11290  */
11291 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11292         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11293 {
11294         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11295 }
11296
11297 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11298  * of the other divs in "bset".
11299  */
11300 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11301         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11302 {
11303         int i;
11304         isl_local_space *ls;
11305
11306         if (n_div == 0)
11307                 return 0;
11308
11309         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11310         if (!ls)
11311                 return -1;
11312
11313         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11314                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11315                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11316                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11317                         goto error;
11318         }
11319
11320         isl_local_space_free(ls);
11321         return 0;
11322 error:
11323         isl_local_space_free(ls);
11324         return -1;
11325 }
11326
11327 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11328  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11329  * different from one?
11330  */
11331 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11332 {
11333         int i;
11334         int strides = 0;
11335
11336         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11337                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11338                         strides++;
11339
11340         return strides;
11341 }
11342
11343 /* For each affine expression in ma of the form
11344  *
11345  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11346  *
11347  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11348  * of the form
11349  *
11350  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11351  *
11352  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11353  */
11354 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11355         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11356 {
11357         int i, k;
11358         int div;
11359         int total;
11360
11361         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11362         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11363                 int len;
11364
11365                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11366                         continue;
11367                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11368                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11369                 if (div < 0 || k < 0)
11370                         goto error;
11371                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11372                 len = ma->p[i]->v->size;
11373                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11374                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11375                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11376                 total++;
11377         }
11378
11379         return bset;
11380 error:
11381         isl_basic_set_free(bset);
11382         return NULL;
11383 }
11384
11385 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11386  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11387  * that lives in the domain space of "ma".
11388  *
11389  * If bset is represented by
11390  *
11391  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11392  *
11393  * and ma is represented by
11394  *
11395  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11396  *
11397  * then the result is
11398  *
11399  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11400  *
11401  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11402  * In particular
11403  *
11404  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11405  *
11406  * becomes
11407  *
11408  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11409  *
11410  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11411  *
11412  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11413  *
11414  * the additional constraints are added to ensure that we only
11415  * map back integer points.  That is we enforce
11416  *
11417  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11418  *
11419  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11420  *
11421  * We first copy over the divs from "ma".
11422  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11423  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11424  */
11425 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11426         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11427 {
11428         int i, k;
11429         isl_space *space;
11430         isl_basic_set *res = NULL;
11431         int n_div_bset, n_div_ma;
11432         isl_int f, c1, c2, g;
11433         int rational, strides;
11434
11435         isl_int_init(f);
11436         isl_int_init(c1);
11437         isl_int_init(c2);
11438         isl_int_init(g);
11439
11440         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11441         if (!bset || !ma)
11442                 goto error;
11443         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11444                 goto error;
11445
11446         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11447         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11448
11449         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11450         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11451         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11452         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11453                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11454         if (rational)
11455                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11456
11457         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11458                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11459                         goto error;
11460
11461         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11462                 goto error;
11463
11464         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11465                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11466                 if (k < 0)
11467                         goto error;
11468                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11469                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11470         }
11471
11472         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11473                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11474                 if (k < 0)
11475                         goto error;
11476                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11477                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11478         }
11479
11480         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11481                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11482                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11483                         continue;
11484                 }
11485                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11486                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11487         }
11488
11489         if (strides)
11490                 res = add_ma_strides(res, ma);
11491
11492         isl_int_clear(f);
11493         isl_int_clear(c1);
11494         isl_int_clear(c2);
11495         isl_int_clear(g);
11496         isl_basic_set_free(bset);
11497         isl_multi_aff_free(ma);
11498         res = isl_basic_set_simplify(res);
11499         return isl_basic_set_finalize(res);
11500 error:
11501         isl_int_clear(f);
11502         isl_int_clear(c1);
11503         isl_int_clear(c2);
11504         isl_int_clear(g);
11505         isl_basic_set_free(bset);
11506         isl_multi_aff_free(ma);
11507         isl_basic_set_free(res);
11508         return NULL;
11509 }
11510
11511 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11512  * Return -1 if anything is wrong.
11513  */
11514 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11515         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11516 {
11517         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11518 }
11519
11520 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11521  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11522  * that lives in the domain space of "ma".
11523  */
11524 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11525         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11526 {
11527         int i;
11528
11529         set = isl_set_cow(set);
11530         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11531         if (!set || !ma)
11532                 goto error;
11533         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11534                 goto error;
11535
11536         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11537                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11538                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11539                 if (!set->p[i])
11540                         goto error;
11541         }
11542
11543         isl_space_free(set->dim);
11544         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11545         if (!set->dim)
11546                 goto error;
11547
11548         isl_multi_aff_free(ma);
11549         if (set->n > 1)
11550                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11551         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11552         return set;
11553 error:
11554         isl_multi_aff_free(ma);
11555         isl_set_free(set);
11556         return NULL;
11557 }
11558
11559 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11560         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11561 {
11562         if (!set || !ma)
11563                 goto error;
11564
11565         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11566                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11567
11568         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11569             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11570                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11571                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11572         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11573         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11574
11575         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11576 error:
11577         isl_multi_aff_free(ma);
11578         return isl_set_free(set);
11579 }
11580
11581 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11582  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11583  * that lives in the domain space of "pma".
11584  */
11585 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11586         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11587 {
11588         int i;
11589         isl_set *res;
11590
11591         if (!pma)
11592                 goto error;
11593
11594         if (pma->n == 0) {
11595                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11596                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11597                 isl_set_free(set);
11598                 return res;
11599         }
11600
11601         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11602                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11603         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11604
11605         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11606                 isl_set *res_i;
11607
11608                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11609                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11610                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11611                 res = isl_set_union(res, res_i);
11612         }
11613
11614         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11615         isl_set_free(set);
11616         return res;
11617 error:
11618         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11619         isl_set_free(set);
11620         return NULL;
11621 }
11622
11623 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11624         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11625 {
11626         if (!set || !pma)
11627                 goto error;
11628
11629         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11630                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11631
11632         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11633             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11634                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11635                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11636         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11637         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11638
11639         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11640 error:
11641         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11642         return isl_set_free(set);
11643 }