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