isl_basic_map_from_constraint_matrices: (simplify and) finalize result
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1149                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1150 {
1151         isl_int *t;
1152
1153         t = bmap->ineq[pos];
1154         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1155         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1156         bmap->eq[-1] = t;
1157         bmap->n_eq++;
1158         bmap->n_ineq--;
1159         bmap->eq--;
1160         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1161         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1162         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1163         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1164 }
1165
1166 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1167 {
1168         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1169 }
1170
1171 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1172 {
1173         struct isl_ctx *ctx;
1174         if (!bmap)
1175                 return -1;
1176         ctx = bmap->ctx;
1177         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1179         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1180         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1181         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1182         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1183                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1184                       bmap->extra - bmap->n_div);
1185         return bmap->n_ineq++;
1186 }
1187
1188 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1189 {
1190         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1191 }
1192
1193 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1194 {
1195         if (!bmap)
1196                 return -1;
1197         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1198         bmap->n_ineq -= n;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1203 {
1204         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1208 {
1209         isl_int *t;
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1213
1214         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1215                 t = bmap->ineq[pos];
1216                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1217                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1218                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1219         }
1220         bmap->n_ineq--;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1225 {
1226         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1227 }
1228
1229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1230         isl_int *eq)
1231 {
1232         int k;
1233
1234         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1235         if (!bmap)
1236                 return NULL;
1237         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1238         if (k < 0)
1239                 goto error;
1240         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1241         return bmap;
1242 error:
1243         isl_basic_map_free(bmap);
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1248         isl_int *eq)
1249 {
1250         return (isl_basic_set *)
1251                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1255         isl_int *ineq)
1256 {
1257         int k;
1258
1259         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1260         if (!bmap)
1261                 return NULL;
1262         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1263         if (k < 0)
1264                 goto error;
1265         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1266         return bmap;
1267 error:
1268         isl_basic_map_free(bmap);
1269         return NULL;
1270 }
1271
1272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1273         isl_int *ineq)
1274 {
1275         return (isl_basic_set *)
1276                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1277 }
1278
1279 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1280 {
1281         if (!bmap)
1282                 return -1;
1283         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1284         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1285                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1286                       bmap->extra - bmap->n_div);
1287         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1288         return bmap->n_div++;
1289 }
1290
1291 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1292 {
1293         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1294 }
1295
1296 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1297 {
1298         if (!bmap)
1299                 return -1;
1300         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1301         bmap->n_div -= n;
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1306 {
1307         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1308 }
1309
1310 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1311  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1312  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1313  * variables.
1314  */
1315 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1316                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1317                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1318 {
1319         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1320         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1321         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1322         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1323         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1324         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1325         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1326         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1327         if (dst_nparam > src_nparam)
1328                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1329                                 dst_nparam - src_nparam);
1330         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1331         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1332                     src+1+src_nparam,
1333                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1334         if (dst_in-in_off > src_in)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1336                                 dst_in - in_off - src_in);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1339                     src+1+src_nparam+src_in,
1340                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1341         if (dst_out-out_off > src_out)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1343                                 dst_out - out_off - src_out);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1347                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1348         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1350                                 div_off+src_map->n_div,
1351                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1352 }
1353
1354 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1355                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1356                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1357 {
1358         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1359         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1360 }
1361
1362 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1363                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1364 {
1365         int i;
1366         unsigned div_off;
1367
1368         if (!bmap1 || !bmap2)
1369                 goto error;
1370
1371         div_off = bmap1->n_div;
1372
1373         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1374                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1375                 if (i1 < 0)
1376                         goto error;
1377                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1378                                 i_pos, o_pos, div_off);
1379         }
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1394                          i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         isl_basic_map_free(bmap2);
1398
1399         return bmap1;
1400
1401 error:
1402         isl_basic_map_free(bmap1);
1403         isl_basic_map_free(bmap2);
1404         return NULL;
1405 }
1406
1407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1408                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1409 {
1410         return (struct isl_basic_set *)
1411                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1412                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1416                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *ext;
1420         unsigned flags;
1421         int dims_ok;
1422
1423         if (!dim)
1424                 goto error;
1425
1426         if (!base)
1427                 goto error;
1428
1429         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1430                   base->extra >= base->n_div + extra;
1431
1432         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1433                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1434                 isl_space_free(dim);
1435                 return base;
1436         }
1437
1438         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1439         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1440         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1441         extra += base->extra;
1442         n_eq += base->n_eq;
1443         n_ineq += base->n_ineq;
1444
1445         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1446         dim = NULL;
1447         if (!ext)
1448                 goto error;
1449
1450         if (dims_ok)
1451                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1452         flags = base->flags;
1453         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1454         if (ext) {
1455                 ext->flags = flags;
1456                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1457         }
1458
1459         return ext;
1460
1461 error:
1462         isl_space_free(dim);
1463         isl_basic_map_free(base);
1464         return NULL;
1465 }
1466
1467 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1468                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1469                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1470 {
1471         return (struct isl_basic_set *)
1472                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1473                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1474 }
1475
1476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1477                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         if (!base)
1480                 return NULL;
1481         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1482                                         0, n_eq, n_ineq);
1483 }
1484
1485 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1486                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1487                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1488 {
1489         struct isl_basic_map *bmap;
1490         isl_space *dim;
1491
1492         if (!base)
1493                 return NULL;
1494         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1495         if (!dim)
1496                 goto error;
1497
1498         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1499         return bmap;
1500 error:
1501         isl_basic_map_free(base);
1502         return NULL;
1503 }
1504
1505 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1506                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1507                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1508 {
1509         return (struct isl_basic_set *)
1510                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1511                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1512 }
1513
1514 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1515                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1519                                                     n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1526 }
1527
1528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1529 {
1530         if (!bmap)
1531                 return NULL;
1532
1533         if (bmap->ref > 1) {
1534                 bmap->ref--;
1535                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1536         }
1537         if (bmap)
1538                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1539         return bmap;
1540 }
1541
1542 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1543 {
1544         if (!set)
1545                 return NULL;
1546
1547         if (set->ref == 1)
1548                 return set;
1549         set->ref--;
1550         return isl_set_dup(set);
1551 }
1552
1553 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1554 {
1555         if (!map)
1556                 return NULL;
1557
1558         if (map->ref == 1)
1559                 return map;
1560         map->ref--;
1561         return isl_map_dup(map);
1562 }
1563
1564 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1565                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1566 {
1567         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1568         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1569         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1570 }
1571
1572 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1573         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1574 {
1575         int i;
1576         struct isl_blk blk;
1577
1578         if (!bmap)
1579                 goto error;
1580
1581         isl_assert(bmap->ctx,
1582                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1583
1584         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1585                 return bmap;
1586
1587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1588         if (!bmap)
1589                 return NULL;
1590
1591         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1592         if (isl_blk_is_error(blk))
1593                 goto error;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 swap_vars(blk,
1597                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1598
1599         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1600                 swap_vars(blk,
1601                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1606
1607         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1608
1609         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1610         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1612 error:
1613         isl_basic_map_free(bmap);
1614         return NULL;
1615 }
1616
1617 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1618         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1619 {
1620         unsigned dim;
1621         unsigned nparam;
1622
1623         if (!bset)
1624                 return NULL;
1625
1626         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1627         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1628         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1629
1630         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1631 error:
1632         isl_basic_set_free(bset);
1633         return NULL;
1634 }
1635
1636 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1637 {
1638         int i = 0;
1639         unsigned total;
1640         if (!bmap)
1641                 goto error;
1642         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1643         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1644         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1645         if (bmap->n_eq > 0)
1646                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1647         else {
1648                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1649                 if (i < 0)
1650                         goto error;
1651         }
1652         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1653         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1654         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1655         isl_vec_free(bmap->sample);
1656         bmap->sample = NULL;
1657         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1658 error:
1659         isl_basic_map_free(bmap);
1660         return NULL;
1661 }
1662
1663 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1664 {
1665         return (struct isl_basic_set *)
1666                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1667 }
1668
1669 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1670 {
1671         int i;
1672         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1673         isl_int *t = bmap->div[a];
1674         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1675         bmap->div[b] = t;
1676
1677         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1678                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1679
1680         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1681                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1682
1683         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1684                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1685         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1686 }
1687
1688 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1689  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1690  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1691  */
1692 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1693         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1694 {
1695         int i;
1696
1697         if (!map)
1698                 return NULL;
1699         if (n == 0)
1700                 return map;
1701
1702         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1703                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1704                         "index out of bounds", goto error);
1705
1706         map = isl_map_cow(map);
1707         if (!map)
1708                 return NULL;
1709
1710         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1711                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1712                 if (!map->p[i])
1713                         goto error;
1714         }
1715         return map;
1716 error:
1717         isl_map_free(map);
1718         return NULL;
1719 }
1720
1721 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1722  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1723  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1724  */
1725 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1726         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1727 {
1728         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1729 }
1730
1731 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1732  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1733  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1734  */
1735 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1736         unsigned first, unsigned n)
1737 {
1738         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1739 }
1740
1741 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1742         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1743 {
1744         if (!bmap)
1745                 return NULL;
1746         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1747                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1748         if (!bmap)
1749                 return NULL;
1750         bmap->n_div = 0;
1751         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1752 }
1753
1754 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1755         __isl_take isl_basic_set *bset)
1756 {
1757         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1758                         (struct isl_basic_map *)bset);
1759 }
1760
1761 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1762 {
1763         int i;
1764
1765         if (!map)
1766                 return NULL;
1767         if (map->n == 0)
1768                 return map;
1769
1770         map = isl_map_cow(map);
1771         if (!map)
1772                 return NULL;
1773         
1774         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1775                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1776                 if (!map->p[i])
1777                         goto error;
1778         }
1779         return map;
1780 error:
1781         isl_map_free(map);
1782         return NULL;
1783 }
1784
1785 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1786 {
1787         return isl_map_remove_divs(set);
1788 }
1789
1790 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1791         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1792 {
1793         if (!bmap)
1794                 return NULL;
1795         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1796                         goto error);
1797         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1798                 return bmap;
1799         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1800                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1801         if (!bmap)
1802                 return bmap;
1803         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1804                 return bmap;
1805         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1806         return bmap;
1807 error:
1808         isl_basic_map_free(bmap);
1809         return NULL;
1810 }
1811
1812 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1813  * any of the given variables.
1814  */
1815 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1816         unsigned first, unsigned n)
1817 {
1818         int i;
1819         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1820
1821         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1822                 return 0;
1823         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1824                 return 1;
1825
1826         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1827                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1828                         continue;
1829                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1830                         return 1;
1831         }
1832
1833         return 0;
1834 }
1835
1836 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1837  * based on inequality "i".
1838  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1839  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1840  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1841  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1842  *
1843  * The calling function has already checked that the inequality does not
1844  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1845  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1846  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1847  *
1848  * Let "div" be of the form
1849  *
1850  *      q = floor((a + f(x))/d)
1851  *
1852  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1853  *
1854  *      b + f(x) >= 0
1855  *
1856  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1857  * However, we allow a slightly more general form
1858  *
1859  *      b + g(x) >= 0
1860  *
1861  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1862  * divisible by d.
1863  * Rewriting this constraint as
1864  *
1865  *      0 >= -b - g(x)
1866  *
1867  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1868  *
1869  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1870  *
1871  * Taking the floor on both sides, we obtain
1872  *
1873  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1874  *
1875  * or
1876  *
1877  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1878  *
1879  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1880  *
1881  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1882  *
1883  */
1884 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1885         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1886         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1887 {
1888         int j;
1889
1890         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1891                 if (lb) {
1892                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1893                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1894                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1895                 }
1896                 if (ub) {
1897                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1898                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1899                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1900                 }
1901         }
1902         if (!lb && !ub)
1903                 return bmap;
1904
1905         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1906         if (lb) {
1907                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1908                 if (k < 0)
1909                         goto error;
1910                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1911                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1912                                         bmap->div[div][1 + j]);
1913                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1914                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1915                 }
1916                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1917         }
1918         if (ub) {
1919                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1920                 if (k < 0)
1921                         goto error;
1922                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1923                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1924                                         bmap->div[div][1 + j]);
1925                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1926                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1927                 }
1928                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1929         }
1930
1931         return bmap;
1932 error:
1933         isl_basic_map_free(bmap);
1934         return NULL;
1935 }
1936
1937 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1938  * using Fourier-Motzkin.
1939  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1940  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1941  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1942  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1943  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1944  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1945  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1946  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1947  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1948  * on "div".
1949  *
1950  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1951  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1952  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1953  * Consider, for example, the set
1954  *
1955  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1956  *
1957  * The second constraint can be rewritten as
1958  *
1959  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1960  *
1961  * from which we can derive
1962  *
1963  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1964  *
1965  * or
1966  *
1967  *      i + 2j <= 3 + 2k
1968  *
1969  * Combined with the first constraint, we obtain
1970  *
1971  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1972  *
1973  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1974  * the first constraint, we obtain
1975  *
1976  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1977  *
1978  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1979  *
1980  *      k >= -2
1981  */
1982 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1983         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1984 {
1985         int i;
1986         int check_lb, check_ub;
1987         isl_int v;
1988         unsigned total;
1989
1990         if (!bmap)
1991                 return NULL;
1992
1993         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1994                 return bmap;
1995
1996         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1997
1998         check_lb = 0;
1999         check_ub = 0;
2000         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2001                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2002                 if (s > 0)
2003                         check_ub = 1;
2004                 if (s < 0)
2005                         check_lb = 1;
2006         }
2007
2008         if (!check_lb && !check_ub)
2009                 return bmap;
2010
2011         isl_int_init(v);
2012
2013         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2014                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2015                         continue;
2016
2017                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2018                                                         check_lb, check_ub);
2019         }
2020
2021         isl_int_clear(v);
2022
2023         return bmap;
2024 }
2025
2026 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2027  * in their definitions.
2028  */
2029 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2030         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2031         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2032 {
2033         int i;
2034
2035         if (!bmap)
2036                 return NULL;
2037         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2038                         goto error);
2039         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2040
2041         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2042                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2043                         continue;
2044                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2045                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2046                 if (!bmap)
2047                         return NULL;
2048                 i = bmap->n_div;
2049         }
2050
2051         return bmap;
2052 error:
2053         isl_basic_map_free(bmap);
2054         return NULL;
2055 }
2056
2057 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2058         __isl_take isl_basic_set *bset,
2059         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2060 {
2061         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2062 }
2063
2064 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2065         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2066 {
2067         int i;
2068
2069         if (!map)
2070                 return NULL;
2071         if (map->n == 0)
2072                 return map;
2073
2074         map = isl_map_cow(map);
2075         if (!map)
2076                 return NULL;
2077
2078         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2079                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2080                                                                 type, first, n);
2081                 if (!map->p[i])
2082                         goto error;
2083         }
2084         return map;
2085 error:
2086         isl_map_free(map);
2087         return NULL;
2088 }
2089
2090 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2091         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2092 {
2093         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2094                                                               type, first, n);
2095 }
2096
2097 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2098  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2099  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2100  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2101  * div.
2102  */
2103 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2104         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2105 {
2106         int i;
2107
2108         if (!bmap)
2109                 return -1;
2110
2111         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2112                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2113                         "index out of bounds", return -1);
2114
2115         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2116         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2117                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2118                         return 1;
2119         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2120                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2121                         return 1;
2122         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2123                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2124                         continue;
2125                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2126                         return 1;
2127         }
2128
2129         return 0;
2130 }
2131
2132 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2133         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2134 {
2135         int i;
2136
2137         if (!map)
2138                 return -1;
2139
2140         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2141                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2142                         "index out of bounds", return -1);
2143
2144         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2145                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2146                                                             type, first, n);
2147                 if (involves < 0 || involves)
2148                         return involves;
2149         }
2150
2151         return 0;
2152 }
2153
2154 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2155         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2156 {
2157         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2158 }
2159
2160 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2161         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2162 {
2163         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2164 }
2165
2166 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2167  * on unknown divs.
2168  */
2169 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2170 {
2171         int i;
2172         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2173
2174         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2175                 return 1;
2176
2177         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2178                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2179                         continue;
2180                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2181                         return 1;
2182         }
2183
2184         return 0;
2185 }
2186
2187 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2188  */
2189 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2190         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2191 {
2192         int i;
2193
2194         if (!bmap)
2195                 return NULL;
2196
2197         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2198                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2199                         continue;
2200                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2201                 if (!bmap)
2202                         return NULL;
2203                 i = bmap->n_div;
2204         }
2205
2206         return bmap;
2207 }
2208
2209 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2210  */
2211 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2212         __isl_take isl_basic_set *bset)
2213 {
2214         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2215 }
2216
2217 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2218 {
2219         int i;
2220
2221         if (!map)
2222                 return NULL;
2223         if (map->n == 0)
2224                 return map;
2225
2226         map = isl_map_cow(map);
2227         if (!map)
2228                 return NULL;
2229
2230         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2231                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2232                 if (!map->p[i])
2233                         goto error;
2234         }
2235         return map;
2236 error:
2237         isl_map_free(map);
2238         return NULL;
2239 }
2240
2241 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2242 {
2243         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2244 }
2245
2246 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2247         __isl_take isl_basic_set *bset,
2248         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2249 {
2250         return (isl_basic_set *)
2251             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2252 }
2253
2254 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2255         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2256 {
2257         int i;
2258
2259         if (n == 0)
2260                 return map;
2261
2262         map = isl_map_cow(map);
2263         if (!map)
2264                 return NULL;
2265         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2266         
2267         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2268                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2269                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2270                 if (!map->p[i])
2271                         goto error;
2272         }
2273         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2274         return map;
2275 error:
2276         isl_map_free(map);
2277         return NULL;
2278 }
2279
2280 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2281         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2282 {
2283         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2284 }
2285
2286 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2287 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2288         unsigned first, unsigned n)
2289 {
2290         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2291 }
2292
2293 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2294                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2295 {
2296         const char *name;
2297         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2298         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2299         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2300         if (!pos)
2301                 isl_int_print(out, c, 0);
2302         else {
2303                 if (!isl_int_is_one(c))
2304                         isl_int_print(out, c, 0);
2305                 if (pos < 1 + nparam) {
2306                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2307                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2308                         if (name)
2309                                 fprintf(out, "%s", name);
2310                         else
2311                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2312                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2313                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2314                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2315                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2316                 else
2317                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2318         }
2319 }
2320
2321 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2322                                 int sign, FILE *out)
2323 {
2324         int i;
2325         int first;
2326         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2327         isl_int v;
2328
2329         isl_int_init(v);
2330         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2331                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2332                         continue;
2333                 if (!first)
2334                         fprintf(out, " + ");
2335                 first = 0;
2336                 isl_int_abs(v, c[i]);
2337                 dump_term(bmap, v, i, out);
2338         }
2339         isl_int_clear(v);
2340         if (first)
2341                 fprintf(out, "0");
2342 }
2343
2344 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2345                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2346 {
2347         int i;
2348
2349         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2350
2351         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2352         fprintf(out, " %s ", op);
2353         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2354
2355         fprintf(out, "\n");
2356
2357         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2358                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2359                         continue;
2360                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2361                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2362                 abort();
2363         }
2364 }
2365
2366 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2367                                 isl_int **c, unsigned n,
2368                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2369 {
2370         int i;
2371
2372         for (i = 0; i < n; ++i)
2373                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2374 }
2375
2376 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2377 {
2378         int j;
2379         int first = 1;
2380         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2381
2382         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2383                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2384                         continue;
2385                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2386                         fprintf(out, "+");
2387                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2388                 first = 0;
2389         }
2390 }
2391
2392 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2393 {
2394         int i;
2395
2396         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2397         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2398
2399         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2400                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2401                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2402                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2403                 fprintf(out, ")/");
2404                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2405                 fprintf(out, "]\n");
2406         }
2407 }
2408
2409 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2410         FILE *out, int indent)
2411 {
2412         if (!bset) {
2413                 fprintf(out, "null basic set\n");
2414                 return;
2415         }
2416
2417         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2418         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2419                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2420                         bset->extra, bset->flags);
2421         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2422 }
2423
2424 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2425         FILE *out, int indent)
2426 {
2427         if (!bmap) {
2428                 fprintf(out, "null basic map\n");
2429                 return;
2430         }
2431
2432         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2433         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2434                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2435                 bmap->ref,
2436                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2437                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2438         dump(bmap, out, indent);
2439 }
2440
2441 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2442 {
2443         unsigned total;
2444         if (!bmap)
2445                 return -1;
2446         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2447         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2448         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2449         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2450         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2451         return 0;
2452 }
2453
2454 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2455         unsigned flags)
2456 {
2457         struct isl_set *set;
2458
2459         if (!dim)
2460                 return NULL;
2461         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2462         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2463         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2464                         sizeof(struct isl_set) +
2465                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2466         if (!set)
2467                 goto error;
2468
2469         set->ctx = dim->ctx;
2470         isl_ctx_ref(set->ctx);
2471         set->ref = 1;
2472         set->size = n;
2473         set->n = 0;
2474         set->dim = dim;
2475         set->flags = flags;
2476         return set;
2477 error:
2478         isl_space_free(dim);
2479         return NULL;
2480 }
2481
2482 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2483                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2484 {
2485         struct isl_set *set;
2486         isl_space *dims;
2487
2488         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2489         if (!dims)
2490                 return NULL;
2491
2492         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2493         return set;
2494 }
2495
2496 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2497  */
2498 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2499 {
2500         int i;
2501         struct isl_map *grown = NULL;
2502
2503         if (!map)
2504                 return NULL;
2505         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2506         if (map->n + n <= map->size)
2507                 return map;
2508         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2509         if (!grown)
2510                 goto error;
2511         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2512                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2513                 if (!grown->p[i])
2514                         goto error;
2515                 grown->n++;
2516         }
2517         isl_map_free(map);
2518         return grown;
2519 error:
2520         isl_map_free(grown);
2521         isl_map_free(map);
2522         return NULL;
2523 }
2524
2525 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2526  */
2527 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2528 {
2529         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2530 }
2531
2532 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2533 {
2534         int i;
2535         struct isl_set *dup;
2536
2537         if (!set)
2538                 return NULL;
2539
2540         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2541         if (!dup)
2542                 return NULL;
2543         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2544                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2545         return dup;
2546 }
2547
2548 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2549 {
2550         return isl_map_from_basic_map(bset);
2551 }
2552
2553 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2554 {
2555         struct isl_map *map;
2556
2557         if (!bmap)
2558                 return NULL;
2559
2560         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2561         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2562 }
2563
2564 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2565                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2566 {
2567         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2568                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2569 }
2570
2571 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2572 {
2573         int i;
2574
2575         if (!set)
2576                 return NULL;
2577
2578         if (--set->ref > 0)
2579                 return NULL;
2580
2581         isl_ctx_deref(set->ctx);
2582         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2583                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2584         isl_space_free(set->dim);
2585         free(set);
2586
2587         return NULL;
2588 }
2589
2590 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2591 {
2592         int i;
2593
2594         if (!set) {
2595                 fprintf(out, "null set\n");
2596                 return;
2597         }
2598
2599         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2600         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2601                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2602                         set->flags);
2603         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2604                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2605                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2606                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2607         }
2608 }
2609
2610 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2611 {
2612         int i;
2613
2614         if (!map) {
2615                 fprintf(out, "null map\n");
2616                 return;
2617         }
2618
2619         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2620         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2621                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2622                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2623                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2624         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2625                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2626                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2627                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2628         }
2629 }
2630
2631 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2632                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2633 {
2634         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2635
2636         if (!bmap || !bset)
2637                 goto error;
2638
2639         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2640                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2641
2642         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2643                 isl_assert(bset->ctx,
2644                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2645
2646         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2647         if (!bmap)
2648                 goto error;
2649         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2650                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2651         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2652         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2653
2654         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2655         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2656 error:
2657         isl_basic_map_free(bmap);
2658         isl_basic_set_free(bset);
2659         return NULL;
2660 }
2661
2662 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2663                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2664 {
2665         struct isl_basic_map *bmap_range;
2666
2667         if (!bmap || !bset)
2668                 goto error;
2669
2670         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2671                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2672
2673         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2674                 isl_assert(bset->ctx,
2675                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2676
2677         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2678                 isl_basic_set_free(bset);
2679                 return bmap;
2680         }
2681
2682         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2683         if (!bmap)
2684                 goto error;
2685         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2686                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2687         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2688         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2689
2690         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2691         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2692 error:
2693         isl_basic_map_free(bmap);
2694         isl_basic_set_free(bset);
2695         return NULL;
2696 }
2697
2698 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2699 {
2700         int i;
2701         unsigned total;
2702         isl_int s;
2703
2704         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2705         if (total != vec->size)
2706                 return -1;
2707
2708         isl_int_init(s);
2709
2710         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2711                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2712                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2713                         isl_int_clear(s);
2714                         return 0;
2715                 }
2716         }
2717
2718         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2719                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2720                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2721                         isl_int_clear(s);
2722                         return 0;
2723                 }
2724         }
2725
2726         isl_int_clear(s);
2727
2728         return 1;
2729 }
2730
2731 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2732 {
2733         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2734 }
2735
2736 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2737                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2738 {
2739         struct isl_vec *sample = NULL;
2740
2741         if (!bmap1 || !bmap2)
2742                 goto error;
2743
2744         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2745                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2746         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2747                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2748             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2749                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2750                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2751
2752         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2753                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2754                 isl_assert(bmap1->ctx,
2755                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2756
2757         if (bmap1->sample &&
2758             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2759             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2760                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2761         else if (bmap2->sample &&
2762             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2763             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2764                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2765
2766         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2767         if (!bmap1)
2768                 goto error;
2769         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2770                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2771         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2772
2773         if (!bmap1)
2774                 isl_vec_free(sample);
2775         else if (sample) {
2776                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2777                 bmap1->sample = sample;
2778         }
2779
2780         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2781         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2782 error:
2783         if (sample)
2784                 isl_vec_free(sample);
2785         isl_basic_map_free(bmap1);
2786         isl_basic_map_free(bmap2);
2787         return NULL;
2788 }
2789
2790 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2791                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2792 {
2793         return (struct isl_basic_set *)
2794                 isl_basic_map_intersect(
2795                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2796                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2797 }
2798
2799 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2800         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2801 {
2802         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2803 }
2804
2805 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2806  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2807  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2808  * added to the other map.
2809  */
2810 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2811         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2812 {
2813         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2814         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2815         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2816         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2817
2818         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2819                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2820
2821         isl_assert(map2->ctx,
2822                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2823
2824         map1 = isl_map_cow(map1);
2825         if (!map1)
2826                 goto error;
2827         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2828                 isl_map_free(map2);
2829                 return map1;
2830         }
2831         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2832         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2833                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2834         else
2835                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2836                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2837
2838         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2839         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2840         if (!map1->p[0])
2841                 goto error;
2842
2843         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2844                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2845                 map1->n = 0;
2846         }
2847
2848         isl_map_free(map2);
2849
2850         return map1;
2851 error:
2852         isl_map_free(map1);
2853         isl_map_free(map2);
2854         return NULL;
2855 }
2856
2857 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2858  * space as map1.
2859  */
2860 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2861         __isl_take isl_map *map2)
2862 {
2863         unsigned flags = 0;
2864         isl_map *result;
2865         int i, j;
2866
2867         if (!map1 || !map2)
2868                 goto error;
2869
2870         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2871              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2872             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2873                 isl_map_free(map2);
2874                 return map1;
2875         }
2876         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2877              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2878             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2879                 isl_map_free(map1);
2880                 return map2;
2881         }
2882
2883         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2884             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2885             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2886             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2887              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2888                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2889
2890         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2891                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2892                 isl_assert(map1->ctx,
2893                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2894
2895         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2896             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2897                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2898
2899         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2900                                 map1->n * map2->n, flags);
2901         if (!result)
2902                 goto error;
2903         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2904                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2905                         struct isl_basic_map *part;
2906                         part = isl_basic_map_intersect(
2907                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2908                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2909                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2910                                 part = isl_basic_map_free(part);
2911                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2912                         if (!result)
2913                                 goto error;
2914                 }
2915         isl_map_free(map1);
2916         isl_map_free(map2);
2917         return result;
2918 error:
2919         isl_map_free(map1);
2920         isl_map_free(map2);
2921         return NULL;
2922 }
2923
2924 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2925         __isl_take isl_map *map2)
2926 {
2927         if (!map1 || !map2)
2928                 goto error;
2929         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2930                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2931                         "spaces don't match", goto error);
2932         return map_intersect_internal(map1, map2);
2933 error:
2934         isl_map_free(map1);
2935         isl_map_free(map2);
2936         return NULL;
2937 }
2938
2939 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2940         __isl_take isl_map *map2)
2941 {
2942         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2943 }
2944
2945 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2946 {
2947         return (struct isl_set *)
2948                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2949                                   (struct isl_map *)set2);
2950 }
2951
2952 /* map_intersect_internal accepts intersections
2953  * with parameter domains, so we can just call that function.
2954  */
2955 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2956                 __isl_take isl_set *params)
2957 {
2958         return map_intersect_internal(map, params);
2959 }
2960
2961 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2962         __isl_take isl_map *map2)
2963 {
2964         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2965 }
2966
2967 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2968                 __isl_take isl_set *params)
2969 {
2970         return isl_map_intersect_params(set, params);
2971 }
2972
2973 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2974 {
2975         isl_space *dim;
2976         struct isl_basic_set *bset;
2977         unsigned in;
2978
2979         if (!bmap)
2980                 return NULL;
2981         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2982         if (!bmap)
2983                 return NULL;
2984         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2985         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2986         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2987         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2988         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2989 }
2990
2991 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2992         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2993 {
2994         isl_space *space;
2995
2996         if (!bmap)
2997                 return NULL;
2998         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2999                 return bmap;
3000
3001         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3002         space = isl_space_reset(space, type);
3003         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3004         return bmap;
3005 }
3006
3007 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3008         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3009         unsigned pos, unsigned n)
3010 {
3011         isl_space *res_dim;
3012         struct isl_basic_map *res;
3013         struct isl_dim_map *dim_map;
3014         unsigned total, off;
3015         enum isl_dim_type t;
3016
3017         if (n == 0)
3018                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3019
3020         if (!bmap)
3021                 return NULL;
3022
3023         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3024
3025         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3026         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3027         off = 0;
3028         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3029                 if (t != type) {
3030                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3031                 } else {
3032                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3033                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3034                                                 0, pos, off);
3035                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3036                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3037                 }
3038                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3039         }
3040         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3041
3042         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3043                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3044         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3045                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3046         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3047                 isl_basic_map_free(bmap);
3048                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3049         }
3050         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3051         return isl_basic_map_finalize(res);
3052 }
3053
3054 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3055         __isl_take isl_basic_set *bset,
3056         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3057 {
3058         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3059 }
3060
3061 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3062                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3063 {
3064         if (!bmap)
3065                 return NULL;
3066         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3067                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3068 }
3069
3070 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3071                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3072 {
3073         if (!bset)
3074                 return NULL;
3075         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3076         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3077 error:
3078         isl_basic_set_free(bset);
3079         return NULL;
3080 }
3081
3082 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3083         enum isl_dim_type type)
3084 {
3085         isl_space *space;
3086
3087         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3088                 return map;
3089
3090         space = isl_map_get_space(map);
3091         space = isl_space_reset(space, type);
3092         map = isl_map_reset_space(map, space);
3093         return map;
3094 }
3095
3096 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3097                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3098 {
3099         int i;
3100
3101         if (n == 0)
3102                 return map_space_reset(map, type);
3103
3104         map = isl_map_cow(map);
3105         if (!map)
3106                 return NULL;
3107
3108         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3109         if (!map->dim)
3110                 goto error;
3111
3112         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3113                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3114                 if (!map->p[i])
3115                         goto error;
3116         }
3117
3118         return map;
3119 error:
3120         isl_map_free(map);
3121         return NULL;
3122 }
3123
3124 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3125                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3126 {
3127         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3128 }
3129
3130 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3131                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3132 {
3133         if (!map)
3134                 return NULL;
3135         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3136 }
3137
3138 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3139                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3140 {
3141         if (!set)
3142                 return NULL;
3143         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3144         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3145 error:
3146         isl_set_free(set);
3147         return NULL;
3148 }
3149
3150 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3151         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3152         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3153         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3154 {
3155         struct isl_dim_map *dim_map;
3156         struct isl_basic_map *res;
3157         enum isl_dim_type t;
3158         unsigned total, off;
3159
3160         if (!bmap)
3161                 return NULL;
3162         if (n == 0)
3163                 return bmap;
3164
3165         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3166                 goto error);
3167
3168         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3169                 return bmap;
3170
3171         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3172
3173         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3174             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3175                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3176                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3177                 if (!bmap)
3178                         return NULL;
3179
3180                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3181                                                 src_type, src_pos, n);
3182                 if (!bmap->dim)
3183                         goto error;
3184
3185                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3186
3187                 return bmap;
3188         }
3189
3190         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3191         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3192
3193         off = 0;
3194         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3195                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3196                 if (t == dst_type) {
3197                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3198                                             0, dst_pos, off);
3199                         off += dst_pos;
3200                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3201                                             src_pos, n, off);
3202                         off += n;
3203                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3204                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3205                         off += size - dst_pos;
3206                 } else if (t == src_type) {
3207                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3208                                             0, src_pos, off);
3209                         off += src_pos;
3210                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3211                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3212                         off += size - src_pos - n;
3213                 } else {
3214                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3215                         off += size;
3216                 }
3217         }
3218         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3219
3220         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3221                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3222         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3223         if (!bmap)
3224                 goto error;
3225
3226         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3227                                         src_type, src_pos, n);
3228         if (!bmap->dim)
3229                 goto error;
3230
3231         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3232         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3233         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3234
3235         return bmap;
3236 error:
3237         isl_basic_map_free(bmap);
3238         return NULL;
3239 }
3240
3241 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3242         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3243         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3244 {
3245         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3246                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3247 }
3248
3249 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3250         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3251         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3252 {
3253         if (!set)
3254                 return NULL;
3255         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3256         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3257                                         src_type, src_pos, n);
3258 error:
3259         isl_set_free(set);
3260         return NULL;
3261 }
3262
3263 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3264         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3265         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3266 {
3267         int i;
3268
3269         if (!map)
3270                 return NULL;
3271         if (n == 0)
3272                 return map;
3273
3274         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3275                 goto error);
3276
3277         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3278                 return map;
3279
3280         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3281
3282         map = isl_map_cow(map);
3283         if (!map)
3284                 return NULL;
3285
3286         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3287         if (!map->dim)
3288                 goto error;
3289
3290         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3291                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3292                                                 dst_type, dst_pos,
3293                                                 src_type, src_pos, n);
3294                 if (!map->p[i])
3295                         goto error;
3296         }
3297
3298         return map;
3299 error:
3300         isl_map_free(map);
3301         return NULL;
3302 }
3303
3304 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3305  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3306  * That's the responsibility of the caller.
3307  */
3308 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3309         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3310 {
3311         struct isl_dim_map *dim_map;
3312         struct isl_basic_map *res;
3313         enum isl_dim_type t;
3314         unsigned total, off;
3315
3316         if (!bmap)
3317                 return NULL;
3318         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3319                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3320                 return bmap;
3321
3322         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3323         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3324
3325         off = 0;
3326         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3327                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3328                 if (t == type) {
3329                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3330                                             0, first, off);
3331                         off += first;
3332                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3333                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3334                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3335                                             first + n, size - (first + n), off);
3336                         off += size - (first + n);
3337                 } else {
3338                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3339                         off += size;
3340                 }
3341         }
3342         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3343
3344         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3345                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3346         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3347         return res;
3348 }
3349
3350 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3351  * into existentially quantified variables.
3352  */
3353 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3354                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3355                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3356 {
3357         int i;
3358         size_t row_size;
3359         isl_int **new_div;
3360         isl_int *old;
3361
3362         if (n == 0)
3363                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3364
3365         if (!bmap)
3366                 return NULL;
3367
3368         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3369                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3370
3371         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3372                         goto error);
3373
3374         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3375         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3376         if (!bmap)
3377                 return NULL;
3378
3379         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3380         old = bmap->block2.data;
3381         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3382                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3383         if (!bmap->block2.data)
3384                 goto error;
3385         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3386         if (!new_div)
3387                 goto error;
3388         for (i = 0; i < n; ++i) {
3389                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3390                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3391                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3392         }
3393         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3394                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3395         free(bmap->div);
3396         bmap->div = new_div;
3397         bmap->n_div += n;
3398         bmap->extra += n;
3399
3400         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3401         if (!bmap->dim)
3402                 goto error;
3403         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3404         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3405         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3406 error:
3407         isl_basic_map_free(bmap);
3408         return NULL;
3409 }
3410
3411 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3412  * into existentially quantified variables.
3413  */
3414 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3415                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3416 {
3417         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3418                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3419 }
3420
3421 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3422  * into existentially quantified variables.
3423  */
3424 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3425                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3426 {
3427         int i;
3428
3429         if (!map)
3430                 return NULL;
3431
3432         if (n == 0)
3433                 return map_space_reset(map, type);
3434
3435         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3436
3437         map = isl_map_cow(map);
3438         if (!map)
3439                 return NULL;
3440
3441         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3442         if (!map->dim)
3443                 goto error;
3444
3445         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3446                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3447                 if (!map->p[i])
3448                         goto error;
3449         }
3450
3451         return map;
3452 error:
3453         isl_map_free(map);
3454         return NULL;
3455 }
3456
3457 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3458  * into existentially quantified variables.
3459  */
3460 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3461                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3462 {
3463         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3464 }
3465
3466 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3467 {
3468         int i, j;
3469
3470         for (i = 0; i < n; ++i) {
3471                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3472                 if (j < 0)
3473                         goto error;
3474                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3475         }
3476         return bmap;
3477 error:
3478         isl_basic_map_free(bmap);
3479         return NULL;
3480 }
3481
3482 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3483                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3484 {
3485         isl_space *dim_result = NULL;
3486         struct isl_basic_map *bmap;
3487         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3488         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3489
3490         if (!bmap1 || !bmap2)
3491                 goto error;
3492
3493         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3494                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3495
3496         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3497         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3498         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3499         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3500
3501         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3502         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3503         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->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 = 0);
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_out, pos += n_in);
3508         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += 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_in, pos);
3512
3513         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3514                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3515                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3516                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3517         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3518         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3519         bmap = add_divs(bmap, n);
3520         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3521         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3522         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3523 error:
3524         isl_basic_map_free(bmap1);
3525         isl_basic_map_free(bmap2);
3526         return NULL;
3527 }
3528
3529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3530                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3531 {
3532         if (!bset || !bmap)
3533                 goto error;
3534
3535         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3536                     goto error);
3537
3538         return (struct isl_basic_set *)
3539                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3540 error:
3541         isl_basic_set_free(bset);
3542         isl_basic_map_free(bmap);
3543         return NULL;
3544 }
3545
3546 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3547                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3548 {
3549         if (!bmap1 || !bmap2)
3550                 goto error;
3551
3552         isl_assert(bmap1->ctx,
3553             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3554         isl_assert(bmap1->ctx,
3555             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3556             goto error);
3557
3558         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3559         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3560         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3561 error:
3562         isl_basic_map_free(bmap1);
3563         isl_basic_map_free(bmap2);
3564         return NULL;
3565 }
3566
3567 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3568  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3569  */
3570 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3571                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3572 {
3573         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3574         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3575         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3576         int i;
3577
3578         if (!bmap1 || !bmap2)
3579                 goto error;
3580
3581         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3582                 goto error);
3583
3584         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3585         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3586         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3587
3588         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3589         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3590         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3591         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3592         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3593         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3594         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3595         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3596         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3597         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3598         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3599
3600         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3601                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3602                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3603                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3604         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3605                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3606                 if (j < 0)
3607                         goto error;
3608                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3609                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3610                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3611                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3612         }
3613         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3614         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3615         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3616
3617         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3619 error:
3620         isl_basic_map_free(bmap);
3621         isl_basic_map_free(bmap1);
3622         isl_basic_map_free(bmap2);
3623         return NULL;
3624 }
3625
3626 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3627  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3628  */
3629 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3630 {
3631         struct isl_map *result;
3632         int i, j;
3633
3634         if (!map1 || !map2)
3635                 goto error;
3636
3637         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3638
3639         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3640                                 map1->n * map2->n, 0);
3641         if (!result)
3642                 goto error;
3643         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3644                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3645                         struct isl_basic_map *part;
3646                         part = isl_basic_map_sum(
3647                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3648                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3649                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3650                                 isl_basic_map_free(part);
3651                         else
3652                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3653                         if (!result)
3654                                 goto error;
3655                 }
3656         isl_map_free(map1);
3657         isl_map_free(map2);
3658         return result;
3659 error:
3660         isl_map_free(map1);
3661         isl_map_free(map2);
3662         return NULL;
3663 }
3664
3665 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3666         __isl_take isl_set *set2)
3667 {
3668         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3669 }
3670
3671 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3672  */
3673 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3674 {
3675         int i, j;
3676         unsigned off, n;
3677
3678         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3679         if (!bmap)
3680                 return NULL;
3681
3682         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3683         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3684         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3685                 for (j = 0; j < n; ++j)
3686                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3687         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3688                 for (j = 0; j < n; ++j)
3689                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3690         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3691                 for (j = 0; j < n; ++j)
3692                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3693         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3694         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3695 }
3696
3697 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3698 {
3699         return isl_basic_map_neg(bset);
3700 }
3701
3702 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3703  */
3704 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3705 {
3706         int i;
3707
3708         map = isl_map_cow(map);
3709         if (!map)
3710                 return NULL;
3711
3712         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3713                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3714                 if (!map->p[i])
3715                         goto error;
3716         }
3717
3718         return map;
3719 error:
3720         isl_map_free(map);
3721         return NULL;
3722 }
3723
3724 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3725 {
3726         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3727 }
3728
3729 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3730  * A -> floor(f(A)/d).
3731  */
3732 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3733                 isl_int d)
3734 {
3735         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3736         struct isl_basic_map *result = NULL;
3737         struct isl_dim_map *dim_map;
3738         int i;
3739
3740         if (!bmap)
3741                 return NULL;
3742
3743         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3744         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3745         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3746
3747         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3748         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3749         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3750         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3751         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3752         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3753
3754         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3755                         bmap->n_div + n_out,
3756                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3757         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3758         result = add_divs(result, n_out);
3759         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3760                 int j;
3761                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3762                 if (j < 0)
3763                         goto error;
3764                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3765                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3766                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3767                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3768                 if (j < 0)
3769                         goto error;
3770                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3771                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3772                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3773                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3774         }
3775
3776         result = isl_basic_map_simplify(result);
3777         return isl_basic_map_finalize(result);
3778 error:
3779         isl_basic_map_free(result);
3780         return NULL;
3781 }
3782
3783 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3784  * A -> floor(f(A)/d).
3785  */
3786 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3787 {
3788         int i;
3789
3790         map = isl_map_cow(map);
3791         if (!map)
3792                 return NULL;
3793
3794         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3795         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3796         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3797                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3798                 if (!map->p[i])
3799                         goto error;
3800         }
3801
3802         return map;
3803 error:
3804         isl_map_free(map);
3805         return NULL;
3806 }
3807
3808 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3809 {
3810         int i;
3811         unsigned nparam;
3812         unsigned n_in;
3813
3814         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3815         if (i < 0)
3816                 goto error;
3817         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3818         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3819         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3820         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3821         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3822         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3823 error:
3824         isl_basic_map_free(bmap);
3825         return NULL;
3826 }
3827
3828 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3829  */
3830 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3831 {
3832         int i;
3833         unsigned nparam;
3834         unsigned n_in;
3835
3836         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3837         if (i < 0)
3838                 goto error;
3839         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3840         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3841         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3842         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3843         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3844         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3845         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3846 error:
3847         isl_basic_map_free(bmap);
3848         return NULL;
3849 }
3850
3851 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3852  */
3853 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3854         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3855 {
3856         int i;
3857         unsigned nparam;
3858         unsigned n_in;
3859
3860         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3861         if (i < 0)
3862                 goto error;
3863         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3864         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3865         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3866         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3867         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3868         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3869 error:
3870         isl_basic_map_free(bmap);
3871         return NULL;
3872 }
3873
3874 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3875  */
3876 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3877 {
3878         int i;
3879         unsigned nparam;
3880         unsigned n_in;
3881
3882         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3883         if (i < 0)
3884                 goto error;
3885         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3886         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3887         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3888         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3889         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3890         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3891         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3892 error:
3893         isl_basic_map_free(bmap);
3894         return NULL;
3895 }
3896
3897 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3898  */
3899 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3900         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3901 {
3902         int i;
3903         unsigned nparam;
3904         unsigned n_in;
3905
3906         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3907         if (i < 0)
3908                 goto error;
3909         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3910         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3911         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3912         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3913         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3914         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3915 error:
3916         isl_basic_map_free(bmap);
3917         return NULL;
3918 }
3919
3920 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3921         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3922 {
3923         int i;
3924         struct isl_basic_map *bmap;
3925         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3926         if (!bmap)
3927                 return NULL;
3928         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3929                 bmap = var_equal(bmap, i);
3930         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3931 }
3932
3933 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3934  */
3935 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3936         unsigned pos)
3937 {
3938         int i;
3939         struct isl_basic_map *bmap;
3940         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3941         if (!bmap)
3942                 return NULL;
3943         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3944                 bmap = var_equal(bmap, i);
3945         if (bmap)
3946                 bmap = var_less(bmap, pos);
3947         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3948 }
3949
3950 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3951  */
3952 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3953         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3954 {
3955         int i;
3956         isl_basic_map *bmap;
3957
3958         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3959         for (i = 0; i < pos; ++i)
3960                 bmap = var_equal(bmap, i);
3961         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3962         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3963 }
3964
3965 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3966  */
3967 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3968         unsigned pos)
3969 {
3970         int i;
3971         struct isl_basic_map *bmap;
3972         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3973         if (!bmap)
3974                 return NULL;
3975         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3976                 bmap = var_equal(bmap, i);
3977         if (bmap)
3978                 bmap = var_more(bmap, pos);
3979         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3980 }
3981
3982 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3983  */
3984 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3985         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3986 {
3987         int i;
3988         isl_basic_map *bmap;
3989
3990         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3991         for (i = 0; i < pos; ++i)
3992                 bmap = var_equal(bmap, i);
3993         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3994         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3995 }
3996
3997 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3998         unsigned n, int equal)
3999 {
4000         struct isl_map *map;
4001         int i;
4002
4003         if (n == 0 && equal)
4004                 return isl_map_universe(dims);
4005
4006         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4007
4008         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4009                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4010                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4011         if (n > 0) {
4012                 if (equal)
4013                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4014                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4015                 else
4016                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4017                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4018         } else
4019                 isl_space_free(dims);
4020
4021         return map;
4022 }
4023
4024 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4025 {
4026         if (!dims)
4027                 return NULL;
4028         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4029 }
4030
4031 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4032 {
4033         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4034 }
4035
4036 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4037 {
4038         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4039 }
4040
4041 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4042 {
4043         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4044 }
4045
4046 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4047 {
4048         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4049 }
4050
4051 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4052         unsigned n, int equal)
4053 {
4054         struct isl_map *map;
4055         int i;
4056
4057         if (n == 0 && equal)
4058                 return isl_map_universe(dims);
4059
4060         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4061
4062         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4063                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4064                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4065         if (n > 0) {
4066                 if (equal)
4067                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4068                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4069                 else
4070                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4071                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4072         } else
4073                 isl_space_free(dims);
4074
4075         return map;
4076 }
4077
4078 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4079 {
4080         if (!dims)
4081                 return NULL;
4082         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4083 }
4084
4085 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4086 {
4087         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4088 }
4089
4090 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4091 {
4092         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4093 }
4094
4095 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4096 {
4097         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4098 }
4099
4100 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4101 {
4102         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4103 }
4104
4105 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4106         __isl_take isl_set *set2)
4107 {
4108         isl_map *map;
4109         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4110         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4111         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4112         return map;
4113 }
4114
4115 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4116         __isl_take isl_set *set2)
4117 {
4118         isl_map *map;
4119         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4120         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4121         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4122         return map;
4123 }
4124
4125 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4126         __isl_take isl_set *set2)
4127 {
4128         isl_map *map;
4129         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4130         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4131         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4132         return map;
4133 }
4134
4135 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4136         __isl_take isl_set *set2)
4137 {
4138         isl_map *map;
4139         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4140         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4141         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4142         return map;
4143 }
4144
4145 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4146         __isl_take isl_map *map2)
4147 {
4148         isl_map *map;
4149         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4150         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4151         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4152         return map;
4153 }
4154
4155 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4156         __isl_take isl_map *map2)
4157 {
4158         isl_map *map;
4159         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4160         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4161         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4162         return map;
4163 }
4164
4165 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4166         __isl_take isl_map *map2)
4167 {
4168         isl_map *map;
4169         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4170         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4171         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4172         return map;
4173 }
4174
4175 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4176         __isl_take isl_map *map2)
4177 {
4178         isl_map *map;
4179         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4180         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4181         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4182         return map;
4183 }
4184
4185 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4186         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4187 {
4188         struct isl_basic_map *bmap;
4189
4190         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4191         if (!bset || !dim)
4192                 goto error;
4193
4194         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4195         isl_space_free(bset->dim);
4196         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4197         bmap->dim = dim;
4198         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4199 error:
4200         isl_basic_set_free(bset);
4201         isl_space_free(dim);
4202         return NULL;
4203 }
4204
4205 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4206 {
4207         if (!bmap)
4208                 goto error;
4209         if (bmap->dim->n_in == 0)
4210                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4211         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4212         if (!bmap)
4213                 goto error;
4214         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4215         if (!bmap->dim)
4216                 goto error;
4217         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4218         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4219 error:
4220         isl_basic_map_free(bmap);
4221         return NULL;
4222 }
4223
4224 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4225  *
4226  *              f - m d >= 0
4227  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4228  *
4229  * Note that the second constraint is the negation of
4230  *
4231  *              f - m d >= n
4232  */
4233 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4234         unsigned pos, isl_int *div)
4235 {
4236         int i, j;
4237         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4238
4239         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4240         if (i < 0)
4241                 return -1;
4242         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4243         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4244
4245         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4246         if (j < 0)
4247                 return -1;
4248         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4249         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4250         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4251         return j;
4252 }
4253
4254 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4255         unsigned pos, isl_int *div)
4256 {
4257         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4258                                                         pos, div);
4259 }
4260
4261 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4262 {
4263         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4264         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4265
4266         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4267                                                         bmap->div[div]);
4268 }
4269
4270 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4271 {
4272         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4273 }
4274
4275 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4276                 struct isl_basic_map *bmap)
4277 {
4278         if (!bmap)
4279                 goto error;
4280         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4281             bmap->n_div == 0 &&
4282             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4283             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4284                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4285         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4286         if (!bmap)
4287                 goto error;
4288         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4289         if (!bmap->dim)
4290                 goto error;
4291         bmap->extra -= bmap->n_div;
4292         bmap->n_div = 0;
4293         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4294         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4295 error:
4296         isl_basic_map_free(bmap);
4297         return NULL;
4298 }
4299
4300 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4301                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4302 {
4303         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4304 }
4305
4306 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4307         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4308 {
4309         struct isl_basic_map *bmap;
4310         struct isl_ctx *ctx;
4311         unsigned total;
4312         int i;
4313
4314         if (!bset || !like)
4315                 goto error;
4316         ctx = bset->ctx;
4317         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4318         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4319         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4320                         goto error);
4321         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4322                 isl_basic_map_free(like);
4323                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4324         }
4325         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4326         if (!bset)
4327                 goto error;
4328         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4329         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4330         isl_space_free(bmap->dim);
4331         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4332         if (!bmap->dim)
4333                 goto error;
4334         bmap->n_div = like->n_div;
4335         bmap->extra += like->n_div;
4336         if (bmap->extra) {
4337                 unsigned ltotal;
4338                 isl_int **div;
4339                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4340                 if (ltotal > total)
4341                         ltotal = total;
4342                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4343                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4344                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4345                         goto error;
4346                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4347                 if (!div)
4348                         goto error;
4349                 bmap->div = div;
4350                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4351                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4352                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4353                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4354                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4355                 }
4356                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4357                                                         0, 2 * like->n_div);
4358                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4359                         if (!bmap)
4360                                 break;
4361                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4362                                 continue;
4363                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4364                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4365                 }
4366         }
4367         isl_basic_map_free(like);
4368         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4369         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4370         return bmap;
4371 error:
4372         isl_basic_map_free(like);
4373         isl_basic_set_free(bset);
4374         return NULL;
4375 }
4376
4377 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4378         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4379 {
4380         return (struct isl_basic_set *)
4381                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4382 }
4383
4384 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4385         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4386 {
4387         int i;
4388
4389         if (!set || !like)
4390                 goto error;
4391         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4392                     goto error);
4393         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4394                 isl_basic_set_free(like);
4395                 return set;
4396         }
4397         set = isl_set_cow(set);
4398         if (!set)
4399                 goto error;
4400         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4401                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4402                                                       isl_basic_set_copy(like));
4403                 if (!set->p[i])
4404                         goto error;
4405         }
4406         isl_space_free(set->dim);
4407         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4408         if (!set->dim)
4409                 goto error;
4410         isl_basic_set_free(like);
4411         return set;
4412 error:
4413         isl_basic_set_free(like);
4414         isl_set_free(set);
4415         return NULL;
4416 }
4417
4418 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4419 {
4420         int i;
4421
4422         map = isl_map_cow(map);
4423         if (!map)
4424                 return NULL;
4425         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4426         if (!map->dim)
4427                 goto error;
4428
4429         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4430                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4431                                 goto error);
4432         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4433                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4434                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4435                 if (!map->p[i])
4436                         goto error;
4437         }
4438         if (map->n == 0)
4439                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4440         else {
4441                 isl_space_free(map->dim);
4442                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4443         }
4444         if (!map->dim)
4445                 goto error;
4446         return (struct isl_set *)map;
4447 error:
4448         isl_map_free(map);
4449         return NULL;
4450 }
4451
4452 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4453 {
4454         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4455 }
4456
4457 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4458         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4459 {
4460         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4461         if (!bmap || !dim)
4462                 goto error;
4463
4464         isl_space_free(bmap->dim);
4465         bmap->dim = dim;
4466
4467         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4468
4469         return bmap;
4470 error:
4471         isl_basic_map_free(bmap);
4472         isl_space_free(dim);
4473         return NULL;
4474 }
4475
4476 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4477         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4478 {
4479         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4480                                                         dim);
4481 }
4482
4483 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4484         __isl_take isl_space *dim)
4485 {
4486         int i;
4487
4488         map = isl_map_cow(map);
4489         if (!map || !dim)
4490                 goto error;
4491
4492         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4493                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4494                                                     isl_space_copy(dim));
4495                 if (!map->p[i])
4496                         goto error;
4497         }
4498         isl_space_free(map->dim);
4499         map->dim = dim;
4500
4501         return map;
4502 error:
4503         isl_map_free(map);
4504         isl_space_free(dim);
4505         return NULL;
4506 }
4507
4508 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4509         __isl_take isl_space *dim)
4510 {
4511         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4512 }
4513
4514 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4515  */
4516 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4517 {
4518         isl_space *space;
4519         unsigned n;
4520
4521         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4522                 return bset;
4523
4524         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4525         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4526         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4527         space = isl_space_params(space);
4528         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4529         return bset;
4530 }
4531
4532 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4533  */
4534 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4535         __isl_take isl_basic_set *bset)
4536 {
4537         isl_space *space;
4538         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4539         space = isl_space_set_from_params(space);
4540         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4541         return bset;
4542 }
4543
4544 /* Compute the parameter domain of the given set.
4545  */
4546 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4547 {
4548         isl_space *space;
4549         unsigned n;
4550
4551         if (isl_set_is_params(set))
4552                 return set;
4553
4554         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4555         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4556         space = isl_set_get_space(set);
4557         space = isl_space_params(space);
4558         set = isl_set_reset_space(set, space);
4559         return set;
4560 }
4561
4562 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4563  */
4564 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4565 {
4566         isl_space *space;
4567         space = isl_set_get_space(set);
4568         space = isl_space_set_from_params(space);
4569         set = isl_set_reset_space(set, space);
4570         return set;
4571 }
4572
4573 /* Compute the parameter domain of the given map.
4574  */
4575 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4576 {
4577         isl_space *space;
4578         unsigned n;
4579
4580         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4581         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4582         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4583         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4584         space = isl_map_get_space(map);
4585         space = isl_space_params(space);
4586         map = isl_map_reset_space(map, space);
4587         return map;
4588 }
4589
4590 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4591 {
4592         isl_space *dim;
4593         struct isl_basic_set *domain;
4594         unsigned n_in;
4595         unsigned n_out;
4596
4597         if (!bmap)
4598                 return NULL;
4599         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4600
4601         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4602         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4603         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4604         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4605
4606         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4607
4608         return domain;
4609 }
4610
4611 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4612 {
4613         if (!bmap)
4614                 return -1;
4615         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4616 }
4617
4618 /* Is this basic map actually a set?
4619  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4620  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4621  */
4622 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4623 {
4624         if (!bmap)
4625                 return -1;
4626         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4627 }
4628
4629 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4630 {
4631         if (!bmap)
4632                 return NULL;
4633         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4634                 return bmap;
4635         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4636 }
4637
4638 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4639         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4640 {
4641         int i, k;
4642         isl_space *dim;
4643         isl_basic_map *domain;
4644         int nparam, n_in, n_out;
4645         unsigned total;
4646
4647         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4648         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4649         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4650
4651         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4652         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4653
4654         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4655         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4656         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4657
4658         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4659
4660         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4661                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4662                 if (k < 0)
4663                         goto error;
4664                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4665                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4666                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4667         }
4668
4669         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4670         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4671 error:
4672         isl_basic_map_free(bmap);
4673         return NULL;
4674 }
4675
4676 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4677         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4678 {
4679         int i, k;
4680         isl_space *dim;
4681         isl_basic_map *range;
4682         int nparam, n_in, n_out;
4683         unsigned total;
4684
4685         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4686         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4687         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4688
4689         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4690         range = isl_basic_map_universe(dim);
4691
4692         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4693         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4694         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4695
4696         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4697
4698         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4699                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4700                 if (k < 0)
4701                         goto error;
4702                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4703                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4704                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4705         }
4706
4707         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4708         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4709 error:
4710         isl_basic_map_free(bmap);
4711         return NULL;
4712 }
4713
4714 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4715 {
4716         if (!map)
4717                 return -1;
4718         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4719 }
4720
4721 /* Is this map actually a set?
4722  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4723  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4724  */
4725 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4726 {
4727         if (!map)
4728                 return -1;
4729         return isl_space_is_set(map->dim);
4730 }
4731
4732 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4733 {
4734         int i;
4735         struct isl_set *set;
4736
4737         if (!map)
4738                 goto error;
4739         if (isl_map_is_set(map))
4740                 return (isl_set *)map;
4741
4742         map = isl_map_cow(map);
4743         if (!map)
4744                 goto error;
4745
4746         set = (struct isl_set *) map;
4747         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4748         if (!set->dim)
4749                 goto error;
4750         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4751                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4752                 if (!set->p[i])
4753                         goto error;
4754         }
4755         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4756         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4757         return set;
4758 error:
4759         isl_map_free(map);
4760         return NULL;
4761 }
4762
4763 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4764 {
4765         int i;
4766         isl_space *domain_dim;
4767
4768         map = isl_map_cow(map);
4769         if (!map)
4770                 return NULL;
4771
4772         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4773         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4774         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4775         if (!map->dim)
4776                 goto error;
4777         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4778                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4779                 if (!map->p[i])
4780                         goto error;
4781         }
4782         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4783         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4784         return map;
4785 error:
4786         isl_map_free(map);
4787         return NULL;
4788 }
4789
4790 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4791 {
4792         int i;
4793         isl_space *range_dim;
4794
4795         map = isl_map_cow(map);
4796         if (!map)
4797                 return NULL;
4798
4799         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4800         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4801         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4802         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4803         if (!map->dim)
4804                 goto error;
4805         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4806                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4807                 if (!map->p[i])
4808                         goto error;
4809         }
4810         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4811         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4812         return map;
4813 error:
4814         isl_map_free(map);
4815         return NULL;
4816 }
4817
4818 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4819         __isl_take isl_space *dim)
4820 {
4821         int i;
4822         struct isl_map *map = NULL;
4823
4824         set = isl_set_cow(set);
4825         if (!set || !dim)
4826                 goto error;
4827         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4828         map = (struct isl_map *)set;
4829         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4830                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4831                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4832                 if (!map->p[i])
4833                         goto error;
4834         }
4835         isl_space_free(map->dim);
4836         map->dim = dim;
4837         return map;
4838 error:
4839         isl_space_free(dim);
4840         isl_set_free(set);
4841         return NULL;
4842 }
4843
4844 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4845         __isl_take isl_basic_set *bset)
4846 {
4847         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4848 }
4849
4850 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4851         __isl_take isl_basic_set *bset)
4852 {
4853         isl_space *space;
4854         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4855         space = isl_space_from_range(space);
4856         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4857         return (isl_basic_map *)bset;
4858 }
4859
4860 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4861 {
4862         isl_space *space;
4863         space = isl_set_get_space(set);
4864         space = isl_space_from_range(space);
4865         set = isl_set_reset_space(set, space);
4866         return (struct isl_map *)set;
4867 }
4868
4869 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4870 {
4871         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4872 }
4873
4874 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4875         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4876 {
4877         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4878 }
4879
4880 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4881         __isl_take isl_set *range)
4882 {
4883         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4884 }
4885
4886 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4887 {
4888         int i;
4889         struct isl_set *set = NULL;
4890
4891         if (!map)
4892                 return NULL;
4893         map = isl_map_cow(map);
4894         if (!map)
4895                 return NULL;
4896         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4897         if (!map->dim)
4898                 goto error;
4899         set = (struct isl_set *)map;
4900         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4901                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4902                 if (!set->p[i])
4903                         goto error;
4904         }
4905         return set;
4906 error:
4907         isl_map_free(map);
4908         return NULL;
4909 }
4910
4911 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4912         unsigned flags)
4913 {
4914         struct isl_map *map;
4915
4916         if (!dim)
4917                 return NULL;
4918         if (n < 0)
4919                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4920                         "negative number of basic maps", goto error);
4921         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4922                         sizeof(struct isl_map) +
4923                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4924         if (!map)
4925                 goto error;
4926
4927         map->ctx = dim->ctx;
4928         isl_ctx_ref(map->ctx);
4929         map->ref = 1;
4930         map->size = n;
4931         map->n = 0;
4932         map->dim = dim;
4933         map->flags = flags;
4934         return map;
4935 error:
4936         isl_space_free(dim);
4937         return NULL;
4938 }
4939
4940 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4941                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4942                 unsigned flags)
4943 {
4944         struct isl_map *map;
4945         isl_space *dims;
4946
4947         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4948         if (!dims)
4949                 return NULL;
4950
4951         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4952         return map;
4953 }
4954
4955 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4956 {
4957         struct isl_basic_map *bmap;
4958         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4959         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4960         return bmap;
4961 }
4962
4963 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4964 {
4965         struct isl_basic_set *bset;
4966         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4967         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4968         return bset;
4969 }
4970
4971 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4972 {
4973         struct isl_basic_map *bmap;
4974         if (!model)
4975                 return NULL;
4976         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4977         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4978         return bmap;
4979 }
4980
4981 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4982 {
4983         struct isl_basic_map *bmap;
4984         if (!model)
4985                 return NULL;
4986         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4987         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4988         return bmap;
4989 }
4990
4991 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4992 {
4993         struct isl_basic_set *bset;
4994         if (!model)
4995                 return NULL;
4996         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4997         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4998         return bset;
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5002 {
5003         struct isl_basic_map *bmap;
5004         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5005         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5006         return bmap;
5007 }
5008
5009 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5010 {
5011         struct isl_basic_set *bset;
5012         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5013         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5014         return bset;
5015 }
5016
5017 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5018 {
5019         int i;
5020         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5021         isl_basic_map *bmap;
5022
5023         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5024         for (i = 0; i < total; ++i) {
5025                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5026                 if (k < 0)
5027                         goto error;
5028                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5029                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5030         }
5031         return bmap;
5032 error:
5033         isl_basic_map_free(bmap);
5034         return NULL;
5035 }
5036
5037 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5038 {
5039         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5040 }
5041
5042 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5043 {
5044         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5045 }
5046
5047 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5048 {
5049         return isl_map_nat_universe(dim);
5050 }
5051
5052 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5053                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5054 {
5055         if (!model)
5056                 return NULL;
5057         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5058 }
5059
5060 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5061 {
5062         if (!model)
5063                 return NULL;
5064         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5065 }
5066
5067 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5068         __isl_keep isl_set *model)
5069 {
5070         if (!model)
5071                 return NULL;
5072         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5073 }
5074
5075 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5076 {
5077         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5078 }
5079
5080 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5081 {
5082         if (!model)
5083                 return NULL;
5084         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5085 }
5086
5087 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5088 {
5089         if (!model)
5090                 return NULL;
5091         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5092 }
5093
5094 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5095 {
5096         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5097 }
5098
5099 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5100 {
5101         if (!model)
5102                 return NULL;
5103         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5104 }
5105
5106 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5107 {
5108         struct isl_map *map;
5109         if (!dim)
5110                 return NULL;
5111         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5112         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5113         return map;
5114 }
5115
5116 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5117 {
5118         struct isl_set *set;
5119         if (!dim)
5120                 return NULL;
5121         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5122         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5123         return set;
5124 }
5125
5126 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5127 {
5128         if (!model)
5129                 return NULL;
5130         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5131 }
5132
5133 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5134 {
5135         int i;
5136         struct isl_map *dup;
5137
5138         if (!map)
5139                 return NULL;
5140         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5141         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5142                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5143         return dup;
5144 }
5145
5146 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5147                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5148 {
5149         if (!bmap || !map)
5150                 goto error;
5151         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5152                 isl_basic_map_free(bmap);
5153                 return map;
5154         }
5155         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5156         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5157         map->p[map->n] = bmap;
5158         map->n++;
5159         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5160         return map;
5161 error:
5162         if (map)
5163                 isl_map_free(map);
5164         if (bmap)
5165                 isl_basic_map_free(bmap);
5166         return NULL;
5167 }
5168
5169 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5170 {
5171         int i;
5172
5173         if (!map)
5174                 return NULL;
5175
5176         if (--map->ref > 0)
5177                 return NULL;
5178
5179         isl_ctx_deref(map->ctx);
5180         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5181                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5182         isl_space_free(map->dim);
5183         free(map);
5184
5185         return NULL;
5186 }
5187
5188 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5189                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5190 {
5191         int i;
5192
5193         base = isl_map_cow(base);
5194         if (!base)
5195                 return NULL;
5196
5197         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5198         if (!base->dim)
5199                 goto error;
5200         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5201                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5202                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5203                 if (!base->p[i])
5204                         goto error;
5205         }
5206         return base;
5207 error:
5208         isl_map_free(base);
5209         return NULL;
5210 }
5211
5212 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5213                 unsigned nparam, unsigned dim)
5214 {
5215         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5216                                                         nparam, 0, dim);
5217 }
5218
5219 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5220         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5221 {
5222         int j;
5223
5224         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5225         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5226         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5227         if (j < 0)
5228                 goto error;
5229         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5230         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5231         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5232         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5233         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5234 error:
5235         isl_basic_map_free(bmap);
5236         return NULL;
5237 }
5238
5239 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5240         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5241 {
5242         int j;
5243
5244         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5245         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5246         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5247         if (j < 0)
5248                 goto error;
5249         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5250         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5251         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5252         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5253         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5254 error:
5255         isl_basic_map_free(bmap);
5256         return NULL;
5257 }
5258
5259 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5260                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5261 {
5262         if (!bmap)
5263                 return NULL;
5264         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5265         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5266                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5267 error:
5268         isl_basic_map_free(bmap);
5269         return NULL;
5270 }
5271
5272 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5273                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5274 {
5275         if (!bmap)
5276                 return NULL;
5277         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5278         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5279                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5280 error:
5281         isl_basic_map_free(bmap);
5282         return NULL;
5283 }
5284
5285 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5286                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5287 {
5288         return (struct isl_basic_set *)
5289                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5290                                         type, pos, value);
5291 }
5292
5293 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5294                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5295 {
5296         return (struct isl_basic_set *)
5297                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5298                                         type, pos, value);
5299 }
5300
5301 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5302                 unsigned input, int value)
5303 {
5304         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5305 }
5306
5307 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5308                 unsigned dim, int value)
5309 {
5310         return (struct isl_basic_set *)
5311                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5312                                         isl_dim_set, dim, value);
5313 }
5314
5315 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5316 {
5317         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5318
5319         if (empty < 0)
5320                 return -1;
5321         if (!empty)
5322                 return 0;
5323
5324         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5325         if (i != map->n - 1) {
5326                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5327                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5328         }
5329         map->n--;
5330
5331         return 0;
5332 }
5333
5334 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5335  * the only reference to "map".
5336  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5337  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5338  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5339  * in case anything goes wrong.
5340  */
5341 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5342         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5343 {
5344         struct isl_basic_map *bmap;
5345         int i;
5346
5347         if (!map)
5348                 return NULL;
5349
5350         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5351                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5352                 bmap = fn(bmap);
5353                 if (!bmap)
5354                         goto error;
5355                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5356                 map->p[i] = bmap;
5357                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5358                         goto error;
5359         }
5360
5361         return map;
5362 error:
5363         isl_map_free(map);
5364         return NULL;
5365 }
5366
5367 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5368                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5369 {
5370         int i;
5371
5372         map = isl_map_cow(map);
5373         if (!map)
5374                 return NULL;
5375
5376         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5377         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5378                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5379                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5380                         goto error;
5381         }
5382         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5383         return map;
5384 error:
5385         isl_map_free(map);
5386         return NULL;
5387 }
5388
5389 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5390                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5391 {
5392         return (struct isl_set *)
5393                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5394 }
5395
5396 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5397                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5398 {
5399         int i;
5400
5401         map = isl_map_cow(map);
5402         if (!map)
5403                 return NULL;
5404
5405         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5406         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5407                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5408                 if (!map->p[i])
5409                         goto error;
5410         }
5411         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5412         return map;
5413 error:
5414         isl_map_free(map);
5415         return NULL;
5416 }
5417
5418 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5419                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5420 {
5421         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5422 }
5423
5424 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5425                 unsigned input, int value)
5426 {
5427         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5428 }
5429
5430 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5431 {
5432         return (struct isl_set *)
5433                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5434 }
5435
5436 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5437         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5438         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5439 {
5440         int j;
5441
5442         if (!bmap)
5443                 return NULL;
5444         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5445         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5446         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5447         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5448         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5449         if (j < 0)
5450                 goto error;
5451         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5452         if (upper) {
5453                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5454                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5455         } else {
5456                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5457                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5458         }
5459         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5460         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5461 error:
5462         isl_basic_map_free(bmap);
5463         return NULL;
5464 }
5465
5466 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5467         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5468         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5469 {
5470         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5471 }
5472
5473 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5474  */
5475 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5476         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5477         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5478 {
5479         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5480 }
5481
5482 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5483         unsigned dim, isl_int value)
5484 {
5485         int j;
5486
5487         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5488         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5489         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5490         if (j < 0)
5491                 goto error;
5492         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5493         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5494         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5495         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5496         return isl_basic_set_finalize(bset);
5497 error:
5498         isl_basic_set_free(bset);
5499         return NULL;
5500 }
5501
5502 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5503         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5504 {
5505         int i;
5506
5507         map = isl_map_cow(map);
5508         if (!map)
5509                 return NULL;
5510
5511         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5512         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5513                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5514                                                  type, pos, value, upper);
5515                 if (!map->p[i])
5516                         goto error;
5517         }
5518         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5519         return map;
5520 error:
5521         isl_map_free(map);
5522         return NULL;
5523 }
5524
5525 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5526         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5527 {
5528         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5529 }
5530
5531 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5532         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5533 {
5534         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5535 }
5536
5537 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5538                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5539 {
5540         return (struct isl_set *)
5541                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5542 }
5543
5544 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5545         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5546 {
5547         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5548 }
5549
5550 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5551  * is set) to "value".
5552  */
5553 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5554         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5555         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5556 {
5557         int j;
5558
5559         if (!bmap)
5560                 return NULL;
5561         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5562                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5563                         "index out of bounds", goto error);
5564         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5565         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5566         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5567         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5568         if (j < 0)
5569                 goto error;
5570         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5571         if (upper) {
5572                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5573                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5574         } else {
5575                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5576                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5577         }
5578         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5579         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5580 error:
5581         isl_basic_map_free(bmap);
5582         return NULL;
5583 }
5584
5585 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5586  * is set) to "value".
5587  */
5588 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5589         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5590 {
5591         int i;
5592
5593         map = isl_map_cow(map);
5594         if (!map)
5595                 return NULL;
5596
5597         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5598                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5599                         "index out of bounds", goto error);
5600         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5601                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5602                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5603                         goto error;
5604         }
5605         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5606         return map;
5607 error:
5608         isl_map_free(map);
5609         return NULL;
5610 }
5611
5612 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5613         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5614 {
5615         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5616 }
5617
5618 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5619         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5620 {
5621         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5622 }
5623
5624 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5625         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5626 {
5627         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5628 }
5629
5630 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5631         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5632 {
5633         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5634 }
5635
5636 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5637                                         isl_int value)
5638 {
5639         int i;
5640
5641         set = isl_set_cow(set);
5642         if (!set)
5643                 return NULL;
5644
5645         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5646         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5647                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5648                 if (!set->p[i])
5649                         goto error;
5650         }
5651         return set;
5652 error:
5653         isl_set_free(set);
5654         return NULL;
5655 }
5656
5657 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5658 {
5659         int i;
5660
5661         map = isl_map_cow(map);
5662         if (!map)
5663                 return NULL;
5664
5665         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5666         if (!map->dim)
5667                 goto error;
5668         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5669                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5670                 if (!map->p[i])
5671                         goto error;
5672         }
5673         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5674         return map;
5675 error:
5676         isl_map_free(map);
5677         return NULL;
5678 }
5679
5680 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5681                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5682                 struct isl_set **empty, int max)
5683 {
5684         if (!bmap)
5685                 goto error;
5686         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5687                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5688         else
5689                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5690 error:
5691         isl_basic_map_free(bmap);
5692         isl_basic_set_free(dom);
5693         if (empty)
5694                 *empty = NULL;
5695         return NULL;
5696 }
5697
5698 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5699                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5700                 struct isl_set **empty)
5701 {
5702         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5703 }
5704
5705 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5706                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5707                 struct isl_set **empty)
5708 {
5709         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5710 }
5711
5712 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5713                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5714                 struct isl_set **empty)
5715 {
5716         return (struct isl_set *)
5717                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5718                         dom, empty);
5719 }
5720
5721 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5722                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5723                 struct isl_set **empty)
5724 {
5725         return (struct isl_set *)
5726                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5727                         dom, empty);
5728 }
5729
5730 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5731         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5732         __isl_give isl_set **empty)
5733 {
5734         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5735 }
5736
5737 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5738         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5739         __isl_give isl_set **empty)
5740 {
5741         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5742 }
5743
5744 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5745         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5746         __isl_give isl_set **empty)
5747 {
5748         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5749 }
5750
5751 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5752         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5753         __isl_give isl_set **empty)
5754 {
5755         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5756 }
5757
5758 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5759         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5760 {
5761         isl_basic_set *dom = NULL;
5762         isl_space *dom_space;
5763
5764         if (!bmap)
5765                 goto error;
5766         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5767         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5768         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5769 error:
5770         isl_basic_map_free(bmap);
5771         return NULL;
5772 }
5773
5774 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5775         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5776 {
5777         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5778 }
5779
5780 #undef TYPE
5781 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5782 #undef SUFFIX
5783 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5784 #undef EMPTY
5785 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5786 #undef ADD
5787 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5788 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5789
5790 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5791  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5792  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5793  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5794  *
5795  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5796  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5797  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5798  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5799  * update both "res" and "todo".
5800  */
5801 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5802         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5803         __isl_give isl_set **empty, int max)
5804 {
5805         int i;
5806         isl_pw_multi_aff *res;
5807         isl_set *todo;
5808
5809         if (!map || !dom)
5810                 goto error;
5811
5812         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5813                 if (empty)
5814                         *empty = dom;
5815                 else
5816                         isl_set_free(dom);
5817                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5818         }
5819
5820         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5821                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5822                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5823
5824         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5825                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5826                 isl_set *todo_i;
5827
5828                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5829                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5830                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5831
5832                 if (max)
5833                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5834                 else
5835                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5836
5837                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5838         }
5839
5840         isl_set_free(dom);
5841         isl_map_free(map);
5842
5843         if (empty)
5844                 *empty = todo;
5845         else
5846                 isl_set_free(todo);
5847
5848         return res;
5849 error:
5850         if (empty)
5851                 *empty = NULL;
5852         isl_set_free(dom);
5853         isl_map_free(map);
5854         return NULL;
5855 }
5856
5857 #undef TYPE
5858 #define TYPE    isl_map
5859 #undef SUFFIX
5860 #define SUFFIX
5861 #undef EMPTY
5862 #define EMPTY   isl_map_empty
5863 #undef ADD
5864 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5865 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5866
5867 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5868  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5869  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5870  *
5871  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5872  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5873  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5874  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5875  * update both "res" and "todo".
5876  *
5877  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5878  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5879  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5880  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5881  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5882  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5883  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5884  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5885  * for the ith basic map, i.e.,
5886  *
5887  *      todo^i = todo^k * todo_i
5888  *
5889  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5890  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5891  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5892  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5893  * the lexicographic order.)
5894  * In practice, we compute
5895  *
5896  *      res^k * (res_i . "<=")
5897  *
5898  * and
5899  *
5900  *      res_i * (res^k . "<")
5901  *
5902  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5903  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5904  * that one, i.e.,
5905  *
5906  *      res^k * todo_i
5907  * and
5908  *      res_i * todo^k
5909  *
5910  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5911  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5912  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5913  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5914  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5915  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5916  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5917  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5918  * the previous basic maps.
5919  */
5920 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5921                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5922                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5923 {
5924         int i;
5925         struct isl_map *res;
5926         struct isl_set *todo;
5927
5928         if (!map || !dom)
5929                 goto error;
5930
5931         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5932                 if (empty)
5933                         *empty = dom;
5934                 else
5935                         isl_set_free(dom);
5936                 return map;
5937         }
5938
5939         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5940                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5941
5942         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5943                 isl_map *lt, *le;
5944                 isl_map *res_i;
5945                 isl_set *todo_i;
5946                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5947
5948                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5949                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5950
5951                 if (max) {
5952                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5953                         le = isl_map_lex_le(dim);
5954                 } else {
5955                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5956                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5957                 }
5958                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5959                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5960                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5961                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5962
5963                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5964                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5965                                                         isl_set_copy(todo_i));
5966                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5967                                                         isl_set_copy(todo));
5968                 }
5969
5970                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5971                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5972                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5973
5974                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5975         }
5976
5977         isl_set_free(dom);
5978         isl_map_free(map);
5979
5980         if (empty)
5981                 *empty = todo;
5982         else
5983                 isl_set_free(todo);
5984
5985         return res;
5986 error:
5987         if (empty)
5988                 *empty = NULL;
5989         isl_set_free(dom);
5990         isl_map_free(map);
5991         return NULL;
5992 }
5993
5994 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5995                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5996                 __isl_give isl_set **empty)
5997 {
5998         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5999 }
6000
6001 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6002                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6003                 __isl_give isl_set **empty)
6004 {
6005         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6006 }
6007
6008 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6009                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6010                 __isl_give isl_set **empty)
6011 {
6012         return (struct isl_set *)
6013                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6014                         dom, empty);
6015 }
6016
6017 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6018                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6019                 __isl_give isl_set **empty)
6020 {
6021         return (struct isl_set *)
6022                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6023                         dom, empty);
6024 }
6025
6026 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6027 {
6028         struct isl_basic_set *dom = NULL;
6029         isl_space *dom_dim;
6030
6031         if (!bmap)
6032                 goto error;
6033         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
6034         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
6035         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6036 error:
6037         isl_basic_map_free(bmap);
6038         return NULL;
6039 }
6040
6041 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6042 {
6043         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6044 }
6045
6046 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6047 {
6048         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6049 }
6050
6051 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6052 {
6053         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6054 }
6055
6056 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6057 {
6058         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6059 }
6060
6061 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6062 {
6063         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6064 }
6065
6066 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6067 {
6068         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6069 }
6070
6071 /* Extract the first and only affine expression from list
6072  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6073  * This domain is known to be disjoint from other domains
6074  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6075  */
6076 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6077         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6078 {
6079         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6080         isl_aff *aff;
6081         isl_pw_aff **pwaff = user;
6082         isl_pw_aff *pwaff_i;
6083
6084         if (!list)
6085                 goto error;
6086         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6087                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6088                         "expecting single element list", goto error);
6089
6090         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6091         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6092
6093         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6094
6095         isl_aff_list_free(list);
6096
6097         return 0;
6098 error:
6099         isl_basic_set_free(dom);
6100         isl_aff_list_free(list);
6101         return -1;
6102 }
6103
6104 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6105  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6106  *
6107  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6108  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6109  */
6110 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6111         int max)
6112 {
6113         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6114         isl_pw_aff *pwaff;
6115         int r;
6116
6117         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6118         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6119         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6120
6121         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6122         if (r < 0)
6123                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6124
6125         return pwaff;
6126 }
6127
6128 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6129  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6130  * but independently of the other output dimensions.
6131  *
6132  * We first project out the other output dimension and then compute
6133  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6134  * using isl_pw_aff_union_max.
6135  */
6136 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6137         int max)
6138 {
6139         int i;
6140         isl_pw_aff *pwaff;
6141         unsigned n_out;
6142
6143         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6144         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6145         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6146         if (!map)
6147                 return NULL;
6148
6149         if (map->n == 0) {
6150                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6151                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6152                 isl_map_free(map);
6153                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6154         }
6155
6156         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6157         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6158                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6159
6160                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6161                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6162         }
6163
6164         isl_map_free(map);
6165
6166         return pwaff;
6167 }
6168
6169 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6170  * parameters and input dimensions, but independently of
6171  * the other output dimensions.
6172  */
6173 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6174 {
6175         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6176 }
6177
6178 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6179  * as a function of the parameters,
6180  * but independently of the other set dimensions.
6181  */
6182 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6183         int max)
6184 {
6185         return map_dim_opt(set, pos, max);
6186 }
6187
6188 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6189  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6190  */
6191 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6192 {
6193         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6194 }
6195
6196 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6197  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6198  */
6199 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6200 {
6201         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6202 }
6203
6204 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6205  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6206  */
6207 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6208         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6209 {
6210         unsigned nparam;
6211
6212         if (!bset || !mat)
6213                 goto error;
6214
6215         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6216         if (!bset->dim)
6217                 goto error;
6218
6219         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6220
6221         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6222
6223         bset->dim->nparam = 0;
6224         bset->dim->n_out = nparam;
6225         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6226         if (bset) {
6227                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6228                 bset->dim->n_out = 0;
6229         }
6230         return bset;
6231 error:
6232         isl_mat_free(mat);
6233         isl_basic_set_free(bset);
6234         return NULL;
6235 }
6236
6237 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6238  * set is assumed to have only parameters and divs.
6239  */
6240 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6241         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6242 {
6243         isl_space *dim = NULL;
6244         unsigned nparam;
6245
6246         if (!set || !mat)
6247                 goto error;
6248
6249         dim = isl_space_copy(set->dim);
6250         dim = isl_space_cow(dim);
6251         if (!dim)
6252                 goto error;
6253
6254         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6255
6256         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6257
6258         dim->nparam = 0;
6259         dim->n_out = nparam;
6260         isl_set_reset_space(set, dim);
6261         set = isl_set_preimage(set, mat);
6262         if (!set)
6263                 goto error2;
6264         dim = isl_space_copy(set->dim);
6265         dim = isl_space_cow(dim);
6266         if (!dim)
6267                 goto error2;
6268         dim->nparam = dim->n_out;
6269         dim->n_out = 0;
6270         isl_set_reset_space(set, dim);
6271         return set;
6272 error:
6273         isl_space_free(dim);
6274         isl_mat_free(mat);
6275 error2:
6276         isl_set_free(set);
6277         return NULL;
6278 }
6279
6280 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6281  * equalities in "eq".
6282  */
6283 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6284         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6285 {
6286         int i, k;
6287         unsigned len;
6288
6289         if (!bset || !eq)
6290                 goto error;
6291
6292         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6293                                         eq->n_row, 0);
6294         if (!bset)
6295                 goto error;
6296
6297         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6298         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6299                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6300                 if (k < 0)
6301                         goto error;
6302                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6303                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6304         }
6305         isl_mat_free(eq);
6306
6307         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6308         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6309
6310         return bset;
6311 error:
6312         isl_mat_free(eq);
6313         isl_basic_set_free(bset);
6314         return NULL;
6315 }
6316
6317 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6318  * equalities in "eq".
6319  */
6320 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6321         struct isl_mat *eq)
6322 {
6323         int i;
6324
6325         if (!set || !eq)
6326                 goto error;
6327
6328         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6329                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6330                                         isl_mat_copy(eq));
6331                 if (!set->p[i])
6332                         goto error;
6333         }
6334         isl_mat_free(eq);
6335         return set;
6336 error:
6337         isl_mat_free(eq);
6338         isl_set_free(set);
6339         return NULL;
6340 }
6341
6342 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6343  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6344  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6345  * The output has the same parameters, but only
6346  * explicit existentially quantified variables.
6347  *
6348  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6349  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6350  * among the parameters by performing a variable compression on
6351  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6352  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6353  */
6354 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6355 {
6356         int i, j;
6357         struct isl_mat *eq;
6358         struct isl_mat *T, *T2;
6359         struct isl_set *set;
6360         unsigned nparam, n_div;
6361
6362         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6363         if (!bset)
6364                 return NULL;
6365
6366         if (bset->n_eq == 0)
6367                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6368
6369         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6370
6371         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6372         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6373
6374         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6375                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6376                         ++i;
6377         }
6378         if (i == bset->n_eq)
6379                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6380
6381         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6382                 0, 1 + nparam);
6383         eq = isl_mat_cow(eq);
6384         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6385         if (T && T->n_col == 0) {
6386                 isl_mat_free(T);
6387                 isl_mat_free(T2);
6388                 isl_mat_free(eq);
6389                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6390                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6391         }
6392         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6393
6394         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6395         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6396         set = set_append_equalities(set, eq);
6397         return set;
6398 }
6399
6400 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6401  * quantified variables.
6402  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6403  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6404  * no input or output dimensions and the dimension specification
6405  * is reset to that of the input.
6406  */
6407 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6408 {
6409         struct isl_basic_set *bset;
6410         struct isl_set *set;
6411         struct isl_map *map;
6412         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6413         unsigned         nparam;
6414         unsigned         n_in;
6415         unsigned         n_out;
6416
6417         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6418         if (!bmap)
6419                 return NULL;
6420
6421         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6422         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6423         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6424         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6425         if (!dim)
6426                 goto error;
6427
6428         orig_dim = bmap->dim;
6429         bmap->dim = dim;
6430         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6431
6432         set = parameter_compute_divs(bset);
6433         map = (struct isl_map *)set;
6434         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6435
6436         return map;
6437 error:
6438         isl_basic_map_free(bmap);
6439         return NULL;
6440 }
6441
6442 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6443 {
6444         int i;
6445         unsigned off;
6446
6447         if (!bmap)
6448                 return -1;
6449
6450         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6451         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6452                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6453                         return 0;
6454                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6455                                 return -1);
6456         }
6457         return 1;
6458 }
6459
6460 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6461 {
6462         int i;
6463
6464         if (!map)
6465                 return -1;
6466
6467         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6468                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6469                 if (known <= 0)
6470                         return known;
6471         }
6472
6473         return 1;
6474 }
6475
6476 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6477  * expressions for them.  However, this computation may be
6478  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6479  * strictly needed.
6480  */
6481 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6482 {
6483         int known;
6484         struct isl_map *map;
6485
6486         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6487         if (known < 0)
6488                 goto error;
6489         if (known)
6490                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6491
6492         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6493
6494         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6495         if (known < 0)
6496                 goto error;
6497         if (known)
6498                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6499
6500         map = compute_divs(bmap);
6501         return map;
6502 error:
6503         isl_basic_map_free(bmap);
6504         return NULL;
6505 }
6506
6507 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6508 {
6509         int i;
6510         int known;
6511         struct isl_map *res;
6512
6513         if (!map)
6514                 return NULL;
6515         if (map->n == 0)
6516                 return map;
6517
6518         known = map_divs_known(map);
6519         if (known < 0) {
6520                 isl_map_free(map);
6521                 return NULL;
6522         }
6523         if (known)
6524                 return map;
6525
6526         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6527         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6528                 struct isl_map *r2;
6529                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6530                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6531                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6532                 else
6533                         res = isl_map_union(res, r2);
6534         }
6535         isl_map_free(map);
6536
6537         return res;
6538 }
6539
6540 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6541 {
6542         return (struct isl_set *)
6543                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6544 }
6545
6546 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6547 {
6548         return (struct isl_set *)
6549                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6550 }
6551
6552 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6553 {
6554         int i;
6555         struct isl_set *set;
6556
6557         if (!map)
6558                 goto error;
6559
6560         map = isl_map_cow(map);
6561         if (!map)
6562                 return NULL;
6563
6564         set = (struct isl_set *)map;
6565         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6566         if (!set->dim)
6567                 goto error;
6568         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6569                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6570                 if (!set->p[i])
6571                         goto error;
6572         }
6573         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6574         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6575         return set;
6576 error:
6577         isl_map_free(map);
6578         return NULL;
6579 }
6580
6581 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6582  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6583  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6584  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6585  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6586  * may not be disjoint.
6587  *
6588  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6589  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6590  */
6591 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6592         __isl_take isl_map *map2)
6593 {
6594         int i;
6595         unsigned flags = 0;
6596         struct isl_map *map = NULL;
6597         int is_universe;
6598
6599         if (!map1 || !map2)
6600                 goto error;
6601
6602         if (map1->n == 0) {
6603                 isl_map_free(map1);
6604                 return map2;
6605         }
6606         if (map2->n == 0) {
6607                 isl_map_free(map2);
6608                 return map1;
6609         }
6610
6611         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6612         if (is_universe < 0)
6613                 goto error;
6614         if (is_universe) {
6615                 isl_map_free(map2);
6616                 return map1;
6617         }
6618
6619         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6620         if (is_universe < 0)
6621                 goto error;
6622         if (is_universe) {
6623                 isl_map_free(map1);
6624                 return map2;
6625         }
6626
6627         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6628
6629         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6630             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6631                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6632
6633         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6634                                 map1->n + map2->n, flags);
6635         if (!map)
6636                 goto error;
6637         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6638                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6639                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6640                 if (!map)
6641                         goto error;
6642         }
6643         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6644                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6645                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6646                 if (!map)
6647                         goto error;
6648         }
6649         isl_map_free(map1);
6650         isl_map_free(map2);
6651         return map;
6652 error:
6653         isl_map_free(map);
6654         isl_map_free(map1);
6655         isl_map_free(map2);
6656         return NULL;
6657 }
6658
6659 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6660         __isl_take isl_map *map2)
6661 {
6662         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6663 }
6664
6665 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6666 {
6667         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6668         if (!map1)
6669                 return NULL;
6670         if (map1->n > 1)
6671                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6672         return map1;
6673 }
6674
6675 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6676                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6677 {
6678         return (struct isl_set *)
6679                 isl_map_union_disjoint(
6680                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6681 }
6682
6683 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6684 {
6685         return (struct isl_set *)
6686                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6687 }
6688
6689 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6690  * the results.
6691  *
6692  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6693  */
6694 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6695         __isl_take isl_set *set,
6696         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6697                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6698 {
6699         unsigned flags = 0;
6700         struct isl_map *result;
6701         int i, j;
6702
6703         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6704                 isl_set_free(set);
6705                 return map;
6706         }
6707
6708         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6709             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6710                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6711
6712         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6713                                         map->n * set->n, flags);
6714         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6715                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6716                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6717                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6718                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6719                         if (!result)
6720                                 break;
6721                 }
6722
6723         isl_map_free(map);
6724         isl_set_free(set);
6725         return result;
6726 }
6727
6728 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6729         __isl_take isl_set *set)
6730 {
6731         if (!map || !set)
6732                 goto error;
6733
6734         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6735                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6736                         "incompatible spaces", goto error);
6737
6738         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6739 error:
6740         isl_map_free(map);
6741         isl_set_free(set);
6742         return NULL;
6743 }
6744
6745 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6746         __isl_take isl_set *set)
6747 {
6748         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6749 }
6750
6751 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6752         __isl_take isl_set *set)
6753 {
6754         if (!map || !set)
6755                 goto error;
6756
6757         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6758                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6759                         "incompatible spaces", goto error);
6760
6761         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6762 error:
6763         isl_map_free(map);
6764         isl_set_free(set);
6765         return NULL;
6766 }
6767
6768 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6769         __isl_take isl_set *set)
6770 {
6771         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6772                                                 &map_intersect_domain);
6773 }
6774
6775 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6776         __isl_take isl_map *map2)
6777 {
6778         if (!map1 || !map2)
6779                 goto error;
6780         map1 = isl_map_reverse(map1);
6781         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6782         return isl_map_reverse(map1);
6783 error:
6784         isl_map_free(map1);
6785         isl_map_free(map2);
6786         return NULL;
6787 }
6788
6789 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6790         __isl_take isl_map *map2)
6791 {
6792         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6793 }
6794
6795 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6796         __isl_take isl_map *map2)
6797 {
6798         isl_space *dim_result;
6799         struct isl_map *result;
6800         int i, j;
6801
6802         if (!map1 || !map2)
6803                 goto error;
6804
6805         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6806                                   isl_space_copy(map2->dim));
6807
6808         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6809         if (!result)
6810                 goto error;
6811         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6812                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6813                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6814                             isl_basic_map_apply_range(
6815                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6816                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6817                         if (!result)
6818                                 goto error;
6819                 }
6820         isl_map_free(map1);
6821         isl_map_free(map2);
6822         if (result && result->n <= 1)
6823                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6824         return result;
6825 error:
6826         isl_map_free(map1);
6827         isl_map_free(map2);
6828         return NULL;
6829 }
6830
6831 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6832         __isl_take isl_map *map2)
6833 {
6834         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6835 }
6836
6837 /*
6838  * returns range - domain
6839  */
6840 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6841 {
6842         isl_space *dims, *target_dim;
6843         struct isl_basic_set *bset;
6844         unsigned dim;
6845         unsigned nparam;
6846         int i;
6847
6848         if (!bmap)
6849                 goto error;
6850         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6851                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6852                    goto error);
6853         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6854         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6855         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6856         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6857         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6858         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6859         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6860         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6861         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6862         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6863                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6864                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6865                 if (j < 0) {
6866                         bset = isl_basic_set_free(bset);
6867                         break;
6868                 }
6869                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6870                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6871                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6872                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6873         }
6874         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6875         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6876         return bset;
6877 error:
6878         isl_basic_map_free(bmap);
6879         return NULL;
6880 }
6881
6882 /*
6883  * returns range - domain
6884  */
6885 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6886 {
6887         int i;
6888         isl_space *dim;
6889         struct isl_set *result;
6890
6891         if (!map)
6892                 return NULL;
6893
6894         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6895                                                  map->dim, isl_dim_out),
6896                    goto error);
6897         dim = isl_map_get_space(map);
6898         dim = isl_space_domain(dim);
6899         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6900         if (!result)
6901                 goto error;
6902         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6903                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6904                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6905         isl_map_free(map);
6906         return result;
6907 error:
6908         isl_map_free(map);
6909         return NULL;
6910 }
6911
6912 /*
6913  * returns [domain -> range] -> range - domain
6914  */
6915 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6916         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6917 {
6918         int i, k;
6919         isl_space *dim;
6920         isl_basic_map *domain;
6921         int nparam, n;
6922         unsigned total;
6923
6924         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6925                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6926                         "domain and range don't match", goto error);
6927
6928         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6929         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6930
6931         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6932         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6933
6934         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6935         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6936         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6937
6938         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6939
6940         for (i = 0; i < n; ++i) {
6941                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6942                 if (k < 0)
6943                         goto error;
6944                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6945                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6946                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6947                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6948         }
6949
6950         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6951         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6952 error:
6953         isl_basic_map_free(bmap);
6954         return NULL;
6955 }
6956
6957 /*
6958  * returns [domain -> range] -> range - domain
6959  */
6960 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6961 {
6962         int i;
6963         isl_space *domain_dim;
6964
6965         if (!map)
6966                 return NULL;
6967
6968         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6969                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6970                         "domain and range don't match", goto error);
6971
6972         map = isl_map_cow(map);
6973         if (!map)
6974                 return NULL;
6975
6976         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6977         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6978         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6979         if (!map->dim)
6980                 goto error;
6981         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6982                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6983                 if (!map->p[i])
6984                         goto error;
6985         }
6986         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6987         return map;
6988 error:
6989         isl_map_free(map);
6990         return NULL;
6991 }
6992
6993 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6994 {
6995         struct isl_basic_map *bmap;
6996         unsigned nparam;
6997         unsigned dim;
6998         int i;
6999
7000         if (!dims)
7001                 return NULL;
7002
7003         nparam = dims->nparam;
7004         dim = dims->n_out;
7005         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7006         if (!bmap)
7007                 goto error;
7008
7009         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7010                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7011                 if (j < 0)
7012                         goto error;
7013                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7014                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7015                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7016         }
7017         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7018 error:
7019         isl_basic_map_free(bmap);
7020         return NULL;
7021 }
7022
7023 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7024 {
7025         if (!dim)
7026                 return NULL;
7027         if (dim->n_in != dim->n_out)
7028                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7029                         "number of input and output dimensions needs to be "
7030                         "the same", goto error);
7031         return basic_map_identity(dim);
7032 error:
7033         isl_space_free(dim);
7034         return NULL;
7035 }
7036
7037 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7038 {
7039         if (!model || !model->dim)
7040                 return NULL;
7041         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7042 }
7043
7044 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7045 {
7046         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7047 }
7048
7049 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7050 {
7051         if (!model || !model->dim)
7052                 return NULL;
7053         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7054 }
7055
7056 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7057 {
7058         if (!model || !model->dim)
7059                 return NULL;
7060         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7061 }
7062
7063 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7064 {
7065         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7066         isl_map *id;
7067         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7068         return isl_map_intersect_range(id, set);
7069 }
7070
7071 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7072  * values.
7073  */
7074 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7075         __isl_take isl_space *space)
7076 {
7077         int i;
7078         unsigned nparam;
7079         unsigned dim;
7080         struct isl_basic_set *bset;
7081
7082         if (!space)
7083                 return NULL;
7084         nparam = space->nparam;
7085         dim = space->n_out;
7086         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7087         if (!bset)
7088                 return NULL;
7089         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7090                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7091                 if (k < 0)
7092                         goto error;
7093                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7094                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7095         }
7096         return bset;
7097 error:
7098         isl_basic_set_free(bset);
7099         return NULL;
7100 }
7101
7102 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7103  */
7104 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7105         int pos)
7106 {
7107         int k;
7108         isl_basic_set *nonneg;
7109
7110         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7111         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7112         if (k < 0)
7113                 goto error;
7114         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7115         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7116
7117         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7118 error:
7119         isl_basic_set_free(nonneg);
7120         return NULL;
7121 }
7122
7123 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7124  */
7125 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7126 {
7127         int k;
7128         isl_basic_set *neg;
7129
7130         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7131         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7132         if (k < 0)
7133                 goto error;
7134         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7135         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7136         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7137
7138         return isl_basic_set_finalize(neg);
7139 error:
7140         isl_basic_set_free(neg);
7141         return NULL;
7142 }
7143
7144 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7145         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7146 {
7147         int i;
7148         isl_basic_set *nonneg;
7149         isl_basic_set *neg;
7150
7151         if (!set)
7152                 return NULL;
7153         if (n == 0)
7154                 return set;
7155
7156         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7157
7158         for (i = 0; i < n; ++i) {
7159                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7160                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7161                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7162                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7163
7164                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7165         }
7166
7167         return set;
7168 error:
7169         isl_set_free(set);
7170         return NULL;
7171 }
7172
7173 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7174         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7175         void *user)
7176 {
7177         isl_set *half;
7178
7179         if (!set)
7180                 return -1;
7181         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7182                 isl_set_free(set);
7183                 return 0;
7184         }
7185         if (first == len)
7186                 return fn(set, signs, user);
7187
7188         signs[first] = 1;
7189         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7190                                                         1 + first));
7191         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7192         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7193                 goto error;
7194
7195         signs[first] = -1;
7196         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7197                                                         1 + first));
7198         half = isl_set_intersect(half, set);
7199         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7200 error:
7201         isl_set_free(set);
7202         return -1;
7203 }
7204
7205 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7206  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7207  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7208  * to the sign of the corresponding variable.
7209  */
7210 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7211         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7212         void *user)
7213 {
7214         unsigned nparam;
7215         unsigned nvar;
7216         int *signs;
7217         int r;
7218
7219         if (!set)
7220                 return -1;
7221         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7222                 return 0;
7223
7224         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7225         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7226
7227         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7228
7229         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7230                             fn, user);
7231
7232         free(signs);
7233
7234         return r;
7235 }
7236
7237 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7238 {
7239         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7240 }
7241
7242 int isl_basic_map_is_subset(
7243                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7244 {
7245         int is_subset;
7246         struct isl_map *map1;
7247         struct isl_map *map2;
7248
7249         if (!bmap1 || !bmap2)
7250                 return -1;
7251
7252         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7253         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7254
7255         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7256
7257         isl_map_free(map1);
7258         isl_map_free(map2);
7259
7260         return is_subset;
7261 }
7262
7263 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7264         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7265 {
7266         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7267 }
7268
7269 int isl_basic_map_is_equal(
7270                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7271 {
7272         int is_subset;
7273
7274         if (!bmap1 || !bmap2)
7275                 return -1;
7276         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7277         if (is_subset != 1)
7278                 return is_subset;
7279         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7280         return is_subset;
7281 }
7282
7283 int isl_basic_set_is_equal(
7284                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7285 {
7286         return isl_basic_map_is_equal(
7287                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7288 }
7289
7290 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7291 {
7292         int i;
7293         int is_empty;
7294
7295         if (!map)
7296                 return -1;
7297         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7298                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7299                 if (is_empty < 0)
7300                         return -1;
7301                 if (!is_empty)
7302                         return 0;
7303         }
7304         return 1;
7305 }
7306
7307 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7308 {
7309         return map ? map->n == 0 : -1;
7310 }
7311
7312 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7313 {
7314         return isl_map_plain_is_empty(map);
7315 }
7316
7317 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7318 {
7319         return set ? set->n == 0 : -1;
7320 }
7321
7322 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7323 {
7324         return isl_set_plain_is_empty(set);
7325 }
7326
7327 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7328 {
7329         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7330 }
7331
7332 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7333 {
7334         if (!map1 || !map2)
7335                 return -1;
7336
7337         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7338 }
7339
7340 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7341 {
7342         if (!set1 || !set2)
7343                 return -1;
7344
7345         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7346 }
7347
7348 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7349 {
7350         int is_subset;
7351
7352         if (!map1 || !map2)
7353                 return -1;
7354         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7355         if (is_subset != 1)
7356                 return is_subset;
7357         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7358         return is_subset;
7359 }
7360
7361 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7362 {
7363         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7364 }
7365
7366 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7367                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7368 {
7369         int is_subset;
7370
7371         if (!bmap1 || !bmap2)
7372                 return -1;
7373         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7374         if (is_subset != 1)
7375                 return is_subset;
7376         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7377         if (is_subset == -1)
7378                 return is_subset;
7379         return !is_subset;
7380 }
7381
7382 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7383 {
7384         int is_subset;
7385
7386         if (!map1 || !map2)
7387                 return -1;
7388         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7389         if (is_subset != 1)
7390                 return is_subset;
7391         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7392         if (is_subset == -1)
7393                 return is_subset;
7394         return !is_subset;
7395 }
7396
7397 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7398 {
7399         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7400 }
7401
7402 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7403 {
7404         if (!bmap)
7405                 return -1;
7406         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7407 }
7408
7409 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7410 {
7411         if (!bset)
7412                 return -1;
7413         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7414 }
7415
7416 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7417 {
7418         int i;
7419
7420         if (!map)
7421                 return -1;
7422
7423         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7424                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7425                 if (r < 0 || r)
7426                         return r;
7427         }
7428
7429         return 0;
7430 }
7431
7432 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7433 {
7434         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7435 }
7436
7437 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7438 {
7439         return isl_set_plain_is_universe(set);
7440 }
7441
7442 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7443 {
7444         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7445         struct isl_vec *sample = NULL;
7446         int empty;
7447         unsigned total;
7448
7449         if (!bmap)
7450                 return -1;
7451
7452         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7453                 return 1;
7454
7455         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7456                 return 0;
7457
7458         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7459                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7460                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7461                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7462                 isl_basic_map_free(copy);
7463                 return empty;
7464         }
7465
7466         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7467         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7468                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7469                 if (contains < 0)
7470                         return -1;
7471                 if (contains)
7472                         return 0;
7473         }
7474         isl_vec_free(bmap->sample);
7475         bmap->sample = NULL;
7476         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7477         if (!bset)
7478                 return -1;
7479         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7480         if (!sample)
7481                 return -1;
7482         empty = sample->size == 0;
7483         isl_vec_free(bmap->sample);
7484         bmap->sample = sample;
7485         if (empty)
7486                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7487
7488         return empty;
7489 }
7490
7491 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7492 {
7493         if (!bmap)
7494                 return -1;
7495         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7496 }
7497
7498 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7499 {
7500         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7501 }
7502
7503 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7504 {
7505         if (!bset)
7506                 return -1;
7507         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7508 }
7509
7510 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7511 {
7512         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7513 }
7514
7515 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7516 {
7517         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7518 }
7519
7520 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7521         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7522 {
7523         struct isl_map *map;
7524         if (!bmap1 || !bmap2)
7525                 goto error;
7526
7527         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7528
7529         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7530         if (!map)
7531                 goto error;
7532         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7533         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7534         return map;
7535 error:
7536         isl_basic_map_free(bmap1);
7537         isl_basic_map_free(bmap2);
7538         return NULL;
7539 }
7540
7541 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7542                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7543 {
7544         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7545                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7546                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7547 }
7548
7549 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7550 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7551 {
7552         int i;
7553         unsigned off;
7554
7555         if (!bmap)
7556                 return NULL;
7557
7558         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7559
7560         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7561                 int pos;
7562                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7563                         continue;
7564                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7565                                                             bmap->n_div-i);
7566                 if (pos == -1)
7567                         continue;
7568                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7569                 --i;
7570         }
7571         return bmap;
7572 }
7573
7574 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7575 {
7576         return (struct isl_basic_set *)
7577                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7578 }
7579
7580 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7581 {
7582         int i;
7583
7584         if (!map)
7585                 return 0;
7586
7587         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7588                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7589                 if (!map->p[i])
7590                         goto error;
7591         }
7592
7593         return map;
7594 error:
7595         isl_map_free(map);
7596         return NULL;
7597 }
7598
7599 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7600  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7601  * list of divs is given by "div".
7602  */
7603 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7604         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7605 {
7606         int i, j;
7607         int n_div;
7608
7609         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7610         if (!bset || !div)
7611                 goto error;
7612
7613         if (div->n_row < bset->n_div)
7614                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7615                         "not an expansion", goto error);
7616
7617         n_div = bset->n_div;
7618         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7619                                             div->n_row - n_div, 0,
7620                                             2 * (div->n_row - n_div));
7621
7622         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7623                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7624                         goto error;
7625
7626         j = n_div - 1;
7627         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7628                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7629                         if (i != j)
7630                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7631                         j--;
7632                 } else {
7633                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7634                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7635                                 goto error;
7636                 }
7637         }
7638
7639         isl_mat_free(div);
7640         return bset;
7641 error:
7642         isl_basic_set_free(bset);
7643         isl_mat_free(div);
7644         return NULL;
7645 }
7646
7647 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7648  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7649  * 
7650  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7651  * of the corresponding div in dst otherwise.
7652  */
7653 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7654                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7655 {
7656         int i;
7657
7658         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7659
7660         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7661         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7662                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7663                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7664                                                 dst->n_div - div) == -1)
7665                         return i;
7666         return -1;
7667 }
7668
7669 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7670                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7671 {
7672         int i;
7673         unsigned total;
7674
7675         if (!dst || !src)
7676                 goto error;
7677
7678         if (src->n_div == 0)
7679                 return dst;
7680
7681         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7682                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7683
7684         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7685         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7686         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7687                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7688         if (!dst)
7689                 return NULL;
7690         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7691         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7692                 int j = find_div(dst, src, i);
7693                 if (j < 0) {
7694                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7695                         if (j < 0)
7696                                 goto error;
7697                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7698                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7699                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7700                                 goto error;
7701                 }
7702                 if (j != i)
7703                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7704         }
7705         return dst;
7706 error:
7707         isl_basic_map_free(dst);
7708         return NULL;
7709 }
7710
7711 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7712                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7713 {
7714         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7715                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7716 }
7717
7718 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7719 {
7720         int i;
7721
7722         if (!map)
7723                 return NULL;
7724         if (map->n == 0)
7725                 return map;
7726         map = isl_map_compute_divs(map);
7727         map = isl_map_cow(map);
7728         if (!map)
7729                 return NULL;
7730
7731         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7732                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7733         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7734                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7735
7736         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7737         return map;
7738 }
7739
7740 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7741 {
7742         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7743 }
7744
7745 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7746         __isl_take isl_map *map)
7747 {
7748         if (!set || !map)
7749                 goto error;
7750         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7751         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7752         set = isl_map_range(map);
7753         return set;
7754 error:
7755         isl_set_free(set);
7756         isl_map_free(map);
7757         return NULL;
7758 }
7759
7760 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7761         __isl_take isl_map *map)
7762 {
7763         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7764 }
7765
7766 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7767  * the meaning of the set.
7768  */
7769 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7770 {
7771         int i;
7772
7773         if (!map)
7774                 return NULL;
7775
7776         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7777                 remove_if_empty(map, i);
7778
7779         return map;
7780 }
7781
7782 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7783 {
7784         return (struct isl_set *)
7785                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7786 }
7787
7788 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7789 {
7790         struct isl_basic_map *bmap;
7791         if (!map || map->n == 0)
7792                 return NULL;
7793         bmap = map->p[map->n-1];
7794         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7795         return isl_basic_map_copy(bmap);
7796 }
7797
7798 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7799 {
7800         return (struct isl_basic_set *)
7801                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7802 }
7803
7804 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7805                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7806 {
7807         int i;
7808
7809         if (!map || !bmap)
7810                 goto error;
7811         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7812                 if (map->p[i] != bmap)
7813                         continue;
7814                 map = isl_map_cow(map);
7815                 if (!map)
7816                         goto error;
7817                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7818                 if (i != map->n-1) {
7819                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7820                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7821                 }
7822                 map->n--;
7823                 return map;
7824         }
7825         return map;
7826 error:
7827         isl_map_free(map);
7828         return NULL;
7829 }
7830
7831 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7832                                                 struct isl_basic_set *bset)
7833 {
7834         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7835                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7836 }
7837
7838 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7839  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7840  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7841  */
7842 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7843         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7844         int pos, isl_int *opt)
7845 {
7846         isl_space *dims;
7847         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7848         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7849         struct isl_ctx *ctx;
7850         struct isl_vec *obj;
7851         unsigned total;
7852         unsigned nparam;
7853         unsigned dim1, dim2;
7854         enum isl_lp_result res;
7855
7856         if (!bset1 || !bset2)
7857                 return isl_lp_error;
7858
7859         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7860         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7861         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7862         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7863         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7864         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7865         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7866         if (!bmap1 || !bmap2)
7867                 goto error;
7868         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7869         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7870                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7871                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7872         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7873         if (!bmap1)
7874                 goto error;
7875         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7876         ctx = bmap1->ctx;
7877         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7878         if (!obj)
7879                 goto error2;
7880         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7881         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7882         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7883         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7884                                         opt, NULL, NULL);
7885         isl_basic_map_free(bmap1);
7886         isl_vec_free(obj);
7887         return res;
7888 error:
7889         isl_basic_map_free(bmap2);
7890 error2:
7891         isl_basic_map_free(bmap1);
7892         return isl_lp_error;
7893 }
7894
7895 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7896  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7897  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7898  * smaller or larger than those in bset2.
7899  *
7900  * Returns
7901  *       1 if bset1 follows bset2
7902  *      -1 if bset1 precedes bset2
7903  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7904  *      -2 if some error occurred.
7905  */
7906 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7907         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7908 {
7909         isl_int opt;
7910         enum isl_lp_result res;
7911         int cmp;
7912
7913         isl_int_init(opt);
7914
7915         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7916
7917         if (res == isl_lp_empty)
7918                 cmp = 0;
7919         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7920                   res == isl_lp_unbounded)
7921                 cmp = 1;
7922         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7923                 cmp = -1;
7924         else
7925                 cmp = -2;
7926
7927         isl_int_clear(opt);
7928         return cmp;
7929 }
7930
7931 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7932  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7933  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7934  * than a value of the same dimension in bset2.
7935  *
7936  * Return
7937  *       1 if there exists such a pair
7938  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7939  *      -1 otherwise
7940  *      -2 if some error occurred.
7941  */
7942 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7943         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7944 {
7945         isl_int opt;
7946         enum isl_lp_result res;
7947         int cmp;
7948
7949         isl_int_init(opt);
7950
7951         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7952
7953         if (res == isl_lp_empty)
7954                 cmp = -1;
7955         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7956                   res == isl_lp_unbounded)
7957                 cmp = 1;
7958         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7959                 cmp = -1;
7960         else if (res == isl_lp_ok)
7961                 cmp = 0;
7962         else
7963                 cmp = -2;
7964
7965         isl_int_clear(opt);
7966         return cmp;
7967 }
7968
7969 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7970  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7971  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7972  * than a value of the same dimension in set2.
7973  *
7974  * Return
7975  *       1 if there exists such a pair
7976  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7977  *      -1 otherwise
7978  *      -2 if some error occurred.
7979  */
7980 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7981         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7982 {
7983         int i, j;
7984         int follows = -1;
7985
7986         if (!set1 || !set2)
7987                 return -2;
7988
7989         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7990                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7991                         int f;
7992                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7993                         if (f == 1 || f == -2)
7994                                 return f;
7995                         if (f > follows)
7996                                 follows = f;
7997                 }
7998
7999         return follows;
8000 }
8001
8002 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8003         unsigned pos, isl_int *val)
8004 {
8005         int i;
8006         int d;
8007         unsigned total;
8008
8009         if (!bmap)
8010                 return -1;
8011         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8012         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8013                 for (; d+1 > pos; --d)
8014                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8015                                 break;
8016                 if (d != pos)
8017                         continue;
8018                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8019                         return 0;
8020                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8021                         return 0;
8022                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8023                         return 0;
8024                 if (val)
8025                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8026                 return 1;
8027         }
8028         return 0;
8029 }
8030
8031 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8032         unsigned pos, isl_int *val)
8033 {
8034         int i;
8035         isl_int v;
8036         isl_int tmp;
8037         int fixed;
8038
8039         if (!map)
8040                 return -1;
8041         if (map->n == 0)
8042                 return 0;
8043         if (map->n == 1)
8044                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8045         isl_int_init(v);
8046         isl_int_init(tmp);
8047         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8048         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8049                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8050                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8051                         fixed = 0;
8052         }
8053         if (val)
8054                 isl_int_set(*val, v);
8055         isl_int_clear(tmp);
8056         isl_int_clear(v);
8057         return fixed;
8058 }
8059
8060 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8061         unsigned pos, isl_int *val)
8062 {
8063         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8064                                                 pos, val);
8065 }
8066
8067 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8068         isl_int *val)
8069 {
8070         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8071 }
8072
8073 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8074         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8075 {
8076         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8077                 return -1;
8078         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8079                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8080 }
8081
8082 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8083         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8084 {
8085         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8086                 return -1;
8087         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8088                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8089 }
8090
8091 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8092         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8093 {
8094         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8095 }
8096
8097 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8098         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8099 {
8100         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8101 }
8102
8103 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8104  * then return this fixed value in *val.
8105  */
8106 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8107         unsigned dim, isl_int *val)
8108 {
8109         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8110                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8111 }
8112
8113 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8114  * then return this fixed value in *val.
8115  */
8116 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8117         unsigned dim, isl_int *val)
8118 {
8119         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8120 }
8121
8122 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8123         unsigned dim, isl_int *val)
8124 {
8125         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8126 }
8127
8128 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8129  * then return this fixed value in *val.
8130  */
8131 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8132         unsigned in, isl_int *val)
8133 {
8134         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8135 }
8136
8137 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8138  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8139  */
8140 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8141         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8142 {
8143         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8144         isl_int *c;
8145         unsigned total;
8146         unsigned nparam;
8147
8148         if (!bset)
8149                 return -1;
8150         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8151         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8152         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8153                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8154                         continue;
8155                 if (i_eq != -1)
8156                         return 0;
8157                 i_eq = i;
8158         }
8159         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8160                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8161                         continue;
8162                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8163                         return 0;
8164                 i_ineq = i;
8165         }
8166         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8167                 return 0;
8168         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8169         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8170         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8171                 return 0;
8172         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8173                 return 0;
8174         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8175                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8176                 return 0;
8177         if (val)
8178                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8179         return 1;
8180 }
8181
8182 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8183         unsigned dim, isl_int *val)
8184 {
8185         int i;
8186         isl_int v;
8187         isl_int tmp;
8188         int fixed;
8189
8190         if (!set)
8191                 return -1;
8192         if (set->n == 0)
8193                 return 0;
8194         if (set->n == 1)
8195                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8196                                                                 dim, val);
8197         isl_int_init(v);
8198         isl_int_init(tmp);
8199         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8200                                                                 dim, &v);
8201         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8202                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8203                                                                 dim, &tmp);
8204                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8205                         fixed = 0;
8206         }
8207         if (val)
8208                 isl_int_set(*val, v);
8209         isl_int_clear(tmp);
8210         isl_int_clear(v);
8211         return fixed;
8212 }
8213
8214 struct constraint {
8215         unsigned        size;
8216         isl_int         *c;
8217 };
8218
8219 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8220  * variables sorting first.
8221  */
8222 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8223 {
8224         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8225         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8226         int l1, l2;
8227         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8228
8229         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8230         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8231
8232         if (l1 != l2)
8233                 return l1 - l2;
8234
8235         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8236 }
8237
8238 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8239         struct isl_basic_map *bmap)
8240 {
8241         int i;
8242         struct constraint *c;
8243         unsigned total;
8244
8245         if (!bmap)
8246                 return NULL;
8247         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8248         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8249         if (!c)
8250                 goto error;
8251         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8252                 c[i].size = total;
8253                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8254         }
8255         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8256         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8257                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8258         free(c);
8259         return bmap;
8260 error:
8261         isl_basic_map_free(bmap);
8262         return NULL;
8263 }
8264
8265 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8266         __isl_take isl_basic_set *bset)
8267 {
8268         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8269                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8270 }
8271
8272 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8273 {
8274         if (!bmap)
8275                 return NULL;
8276         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8277                 return bmap;
8278         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8279         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8280         if (bmap)
8281                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8282         return bmap;
8283 }
8284
8285 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8286 {
8287         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8288                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8289 }
8290
8291 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8292         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8293 {
8294         int i, cmp;
8295         unsigned total;
8296
8297         if (bmap1 == bmap2)
8298                 return 0;
8299         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8300             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8301                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8302         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8303                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8304         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8305                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8306         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8307                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8308         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8309             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8310                 return 0;
8311         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8312                 return 1;
8313         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8314                 return -1;
8315         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8316                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8317         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8318                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8319         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8320                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8321         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8322         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8323                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8324                 if (cmp)
8325                         return cmp;
8326         }
8327         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8328                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8329                 if (cmp)
8330                         return cmp;
8331         }
8332         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8333                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8334                 if (cmp)
8335                         return cmp;
8336         }
8337         return 0;
8338 }
8339
8340 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8341         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8342 {
8343         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8344 }
8345
8346 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8347 {
8348         int i, cmp;
8349
8350         if (set1 == set2)
8351                 return 0;
8352         if (set1->n != set2->n)
8353                 return set1->n - set2->n;
8354
8355         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8356                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8357                 if (cmp)
8358                         return cmp;
8359         }
8360
8361         return 0;
8362 }
8363
8364 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8365         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8366 {
8367         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8368 }
8369
8370 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8371         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8372 {
8373         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8374                                             (isl_basic_map *)bset2);
8375 }
8376
8377 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8378 {
8379         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8380         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8381
8382         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8383 }
8384
8385 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8386  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8387  * meaning of any possible other copies of map.
8388  */
8389 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8390 {
8391         int i, j;
8392         struct isl_basic_map *bmap;
8393
8394         if (!map)
8395                 return NULL;
8396         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8397                 return map;
8398         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8399                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8400                 if (!bmap)
8401                         goto error;
8402                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8403                 map->p[i] = bmap;
8404         }
8405         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8406         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8407         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8408         if (!map)
8409                 return NULL;
8410         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8411                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8412                         continue;
8413                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8414                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8415                         map->p[j-1] = map->p[j];
8416                 map->n--;
8417         }
8418         return map;
8419 error:
8420         isl_map_free(map);
8421         return NULL;
8422
8423 }
8424
8425 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8426 {
8427         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8428 }
8429
8430 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8431 {
8432         int i;
8433         int equal;
8434
8435         if (!map1 || !map2)
8436                 return -1;
8437
8438         if (map1 == map2)
8439                 return 1;
8440         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8441                 return 0;
8442
8443         map1 = isl_map_copy(map1);
8444         map2 = isl_map_copy(map2);
8445         map1 = isl_map_normalize(map1);
8446         map2 = isl_map_normalize(map2);
8447         if (!map1 || !map2)
8448                 goto error;
8449         equal = map1->n == map2->n;
8450         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8451                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8452                 if (equal < 0)
8453                         goto error;
8454         }
8455         isl_map_free(map1);
8456         isl_map_free(map2);
8457         return equal;
8458 error:
8459         isl_map_free(map1);
8460         isl_map_free(map2);
8461         return -1;
8462 }
8463
8464 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8465 {
8466         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8467 }
8468
8469 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8470 {
8471         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8472                                                 (struct isl_map *)set2);
8473 }
8474
8475 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8476 {
8477         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8478 }
8479
8480 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8481  */
8482 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8483         isl_int min, isl_int max)
8484 {
8485         int k;
8486         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8487
8488         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8489         if (!bset)
8490                 goto error;
8491
8492         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8493         if (k < 0)
8494                 goto error;
8495         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8496         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8497
8498         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8499         if (k < 0)
8500                 goto error;
8501         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8502         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8503
8504         return bset;
8505 error:
8506         isl_basic_set_free(bset);
8507         return NULL;
8508 }
8509
8510 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8511  */
8512 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8513         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8514 {
8515         int i;
8516         unsigned dim;
8517         unsigned nparam;
8518         unsigned extra;
8519         unsigned n_eq;
8520         unsigned n_ineq;
8521         struct isl_basic_set *product = NULL;
8522
8523         if (!list)
8524                 goto error;
8525         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8526         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8527         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8528         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8529         extra = list->p[0]->n_div;
8530         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8531         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8532         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8533                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8534                 isl_assert(list->ctx,
8535                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8536                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8537                 extra += list->p[i]->n_div;
8538                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8539                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8540         }
8541         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8542                                         n_eq, n_ineq);
8543         if (!product)
8544                 goto error;
8545         dim = 0;
8546         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8547                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8548                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8549                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8550         }
8551         isl_basic_set_list_free(list);
8552         return product;
8553 error:
8554         isl_basic_set_free(product);
8555         isl_basic_set_list_free(list);
8556         return NULL;
8557 }
8558
8559 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8560                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8561 {
8562         isl_space *dim_result = NULL;
8563         struct isl_basic_map *bmap;
8564         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8565         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8566
8567         if (!bmap1 || !bmap2)
8568                 goto error;
8569
8570         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8571                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8572         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8573                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8574
8575         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8576         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8577         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8578         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8579         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8580
8581         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8582         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8583         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8584         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8585         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8586         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8587         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8588         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8589         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8590         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8591         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8592
8593         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8594                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8595                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8596                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8597         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8598         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8599         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8600         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8601 error:
8602         isl_basic_map_free(bmap1);
8603         isl_basic_map_free(bmap2);
8604         return NULL;
8605 }
8606
8607 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8608         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8609 {
8610         isl_basic_map *prod;
8611
8612         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8613         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8614         return prod;
8615 }
8616
8617 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8618         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8619 {
8620         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8621 }
8622
8623 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8624         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8625 {
8626         isl_space *space_result = NULL;
8627         isl_basic_map *bmap;
8628         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8629         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8630
8631         if (!bmap1 || !bmap2)
8632                 goto error;
8633
8634         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8635                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8636
8637         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8638         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8639         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8640         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8641
8642         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8643         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8644         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8645         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8646         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8647         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8648         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8649         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8650         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8651         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8652         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8653
8654         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8655                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8656                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8657                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8658         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8659         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8660         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8661         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8662 error:
8663         isl_basic_map_free(bmap1);
8664         isl_basic_map_free(bmap2);
8665         return NULL;
8666 }
8667
8668 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8669         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8670 {
8671         isl_space *dim_result = NULL;
8672         isl_basic_map *bmap;
8673         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8674         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8675
8676         if (!bmap1 || !bmap2)
8677                 goto error;
8678
8679         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8680                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8681                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8682                         "parameters don't match", goto error);
8683
8684         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8685                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8686
8687         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8688         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8689         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8690         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8691
8692         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8693         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8694         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8695         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8696         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8697         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8698         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8699         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8700         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8701         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8702         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8703
8704         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8705                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8706                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8707                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8708         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8709         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8710         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8711         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8712 error:
8713         isl_basic_map_free(bmap1);
8714         isl_basic_map_free(bmap2);
8715         return NULL;
8716 }
8717
8718 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8719         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8720 {
8721         isl_basic_map *prod;
8722
8723         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8724         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8725         return prod;
8726 }
8727
8728 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8729         __isl_take isl_map *map2,
8730         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8731                                            __isl_take isl_space *right),
8732         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8733                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8734 {
8735         unsigned flags = 0;
8736         struct isl_map *result;
8737         int i, j;
8738
8739         if (!map1 || !map2)
8740                 goto error;
8741
8742         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8743                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8744
8745         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8746             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8747                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8748
8749         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8750                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8751                                 map1->n * map2->n, flags);
8752         if (!result)
8753                 goto error;
8754         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8755                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8756                         struct isl_basic_map *part;
8757                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8758                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8759                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8760                                 isl_basic_map_free(part);
8761                         else
8762                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8763                         if (!result)
8764                                 goto error;
8765                 }
8766         isl_map_free(map1);
8767         isl_map_free(map2);
8768         return result;
8769 error:
8770         isl_map_free(map1);
8771         isl_map_free(map2);
8772         return NULL;
8773 }
8774
8775 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8776  */
8777 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8778         __isl_take isl_map *map2)
8779 {
8780         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8781 }
8782
8783 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8784         __isl_take isl_map *map2)
8785 {
8786         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8787 }
8788
8789 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8790  */
8791 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8792         __isl_take isl_map *map2)
8793 {
8794         isl_map *prod;
8795
8796         prod = isl_map_product(map1, map2);
8797         prod = isl_map_flatten(prod);
8798         return prod;
8799 }
8800
8801 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8802  */
8803 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8804 {
8805         return isl_map_range_product(set1, set2);
8806 }
8807
8808 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8809         __isl_take isl_set *set2)
8810 {
8811         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8812 }
8813
8814 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8815  */
8816 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8817         __isl_take isl_map *map2)
8818 {
8819         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8820                                 &isl_basic_map_domain_product);
8821 }
8822
8823 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8824  */
8825 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8826         __isl_take isl_map *map2)
8827 {
8828         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8829                                 &isl_basic_map_range_product);
8830 }
8831
8832 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8833         __isl_take isl_map *map2)
8834 {
8835         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8836                                                 &map_domain_product_aligned);
8837 }
8838
8839 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8840         __isl_take isl_map *map2)
8841 {
8842         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8843                                                 &map_range_product_aligned);
8844 }
8845
8846 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8847  */
8848 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8849         __isl_take isl_map *map2)
8850 {
8851         isl_map *prod;
8852
8853         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8854         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8855         return prod;
8856 }
8857
8858 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8859  */
8860 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8861         __isl_take isl_map *map2)
8862 {
8863         isl_map *prod;
8864
8865         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8866         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8867         return prod;
8868 }
8869
8870 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8871 {
8872         int i;
8873         uint32_t hash = isl_hash_init();
8874         unsigned total;
8875
8876         if (!bmap)
8877                 return 0;
8878         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8879         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8880         if (!bmap)
8881                 return 0;
8882         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8883         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8884         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8885                 uint32_t c_hash;
8886                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8887                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8888         }
8889         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8890         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8891                 uint32_t c_hash;
8892                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8893                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8894         }
8895         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8896         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8897                 uint32_t c_hash;
8898                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8899                         continue;
8900                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8901                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8902                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8903         }
8904         isl_basic_map_free(bmap);
8905         return hash;
8906 }
8907
8908 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8909 {
8910         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8911 }
8912
8913 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8914 {
8915         int i;
8916         uint32_t hash;
8917
8918         if (!map)
8919                 return 0;
8920         map = isl_map_copy(map);
8921         map = isl_map_normalize(map);
8922         if (!map)
8923                 return 0;
8924
8925         hash = isl_hash_init();
8926         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8927                 uint32_t bmap_hash;
8928                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8929                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8930         }
8931                 
8932         isl_map_free(map);
8933
8934         return hash;
8935 }
8936
8937 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8938 {
8939         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8940 }
8941
8942 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8943  * by the values of the other parameters and variables.
8944  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8945  */
8946 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8947 {
8948         int i;
8949         unsigned nparam;
8950
8951         if (!bset)
8952                 return -1;
8953         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8954         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8955                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8956                         return 1;
8957         return 0;
8958 }
8959
8960 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8961  * by the values of the other parameters and variables.
8962  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8963  * for each of the subsets.
8964  */
8965 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8966 {
8967         int i;
8968
8969         if (!set)
8970                 return -1;
8971         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8972                 int unique;
8973                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8974                 if (unique != 1)
8975                         return unique;
8976         }
8977         return 1;
8978 }
8979
8980 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8981 {
8982         return set ? set->n : 0;
8983 }
8984
8985 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8986         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8987 {
8988         int i;
8989
8990         if (!map)
8991                 return -1;
8992
8993         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8994                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8995                         return -1;
8996
8997         return 0;
8998 }
8999
9000 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9001         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9002 {
9003         int i;
9004
9005         if (!set)
9006                 return -1;
9007
9008         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9009                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9010                         return -1;
9011
9012         return 0;
9013 }
9014
9015 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9016 {
9017         isl_space *dim;
9018
9019         if (!bset)
9020                 return NULL;
9021
9022         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9023         if (!bset)
9024                 return NULL;
9025
9026         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9027         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9028         if (!dim)
9029                 goto error;
9030         isl_space_free(bset->dim);
9031         bset->dim = dim;
9032         bset->extra -= bset->n_div;
9033         bset->n_div = 0;
9034
9035         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9036
9037         return bset;
9038 error:
9039         isl_basic_set_free(bset);
9040         return NULL;
9041 }
9042
9043 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9044 {
9045         int i;
9046         isl_space *dim;
9047         unsigned n_div;
9048
9049         set = isl_set_align_divs(set);
9050
9051         if (!set)
9052                 return NULL;
9053
9054         set = isl_set_cow(set);
9055         if (!set)
9056                 return NULL;
9057
9058         n_div = set->p[0]->n_div;
9059         dim = isl_set_get_space(set);
9060         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9061         if (!dim)
9062                 goto error;
9063         isl_space_free(set->dim);
9064         set->dim = dim;
9065
9066         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9067                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9068                 if (!set->p[i])
9069                         goto error;
9070         }
9071
9072         return set;
9073 error:
9074         isl_set_free(set);
9075         return NULL;
9076 }
9077
9078 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9079 {
9080         isl_space *dim;
9081         struct isl_basic_map *bmap;
9082         unsigned n_set;
9083         unsigned n_div;
9084         unsigned n_param;
9085         unsigned total;
9086         int i, k, l;
9087
9088         set = isl_set_align_divs(set);
9089
9090         if (!set)
9091                 return NULL;
9092
9093         dim = isl_set_get_space(set);
9094         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9095                 isl_set_free(set);
9096                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9097         }
9098
9099         n_div = set->p[0]->n_div;
9100         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9101         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9102         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9103         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9104         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9105         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9106                 bmap = var_equal(bmap, i);
9107
9108         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9109         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9110                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9111                 if (k < 0)
9112                         goto error;
9113                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9114                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9115                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9116                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9117                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9118                             set->p[0]->div[i][0]);
9119
9120                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9121                 if (l < 0)
9122                         goto error;
9123                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9124                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9125                             set->p[0]->div[i][0]);
9126                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9127         }
9128
9129         isl_set_free(set);
9130         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9131         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9132         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9133 error:
9134         isl_set_free(set);
9135         isl_basic_map_free(bmap);
9136         return NULL;
9137 }
9138
9139 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9140 {
9141         unsigned dim;
9142         int size = 0;
9143
9144         if (!bset)
9145                 return -1;
9146
9147         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9148         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9149         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9150         size += bset->n_div * (2 + dim);
9151
9152         return size;
9153 }
9154
9155 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9156 {
9157         int i;
9158         int size = 0;
9159
9160         if (!set)
9161                 return -1;
9162
9163         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9164                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9165
9166         return size;
9167 }
9168
9169 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9170  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9171  */
9172 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9173         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9174 {
9175         int i;
9176
9177         if (!bmap)
9178                 return -1;
9179
9180         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9181
9182         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9183
9184         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9185                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9186                         continue;
9187                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9188                         return 1;
9189         }
9190
9191         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9192                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9193                         return 1;
9194
9195         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9196                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9197                 if (sgn > 0)
9198                         lower = 1;
9199                 if (sgn < 0)
9200                         upper = 1;
9201         }
9202
9203         return lower && upper;
9204 }
9205
9206 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9207         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9208 {
9209         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9210 }
9211
9212 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9213         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9214 {
9215         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9216 }
9217
9218 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9219         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9220 {
9221         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9222 }
9223
9224 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9225         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9226 {
9227         int i;
9228
9229         if (!map)
9230                 return -1;
9231
9232         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9233                 int bounded;
9234                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9235                 if (bounded < 0 || !bounded)
9236                         return bounded;
9237         }
9238
9239         return 1;
9240 }
9241
9242 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9243  * and a lower bound.
9244  */
9245 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9246         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9247 {
9248         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9249 }
9250
9251 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9252  */
9253 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9254         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9255         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9256                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9257 {
9258         int i;
9259
9260         if (!map)
9261                 return -1;
9262
9263         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9264                 int bounded;
9265                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9266                 if (bounded < 0 || bounded)
9267                         return bounded;
9268         }
9269
9270         return 0;
9271 }
9272
9273 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9274  */
9275 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9276         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9277 {
9278         return has_any_bound(set, type, pos,
9279                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9280 }
9281
9282 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9283  */
9284 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9285         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9286 {
9287         return has_any_bound(set, type, pos,
9288                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9289 }
9290
9291 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9292  */
9293 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9294         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9295         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9296                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9297 {
9298         int i;
9299
9300         if (!map)
9301                 return -1;
9302
9303         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9304                 int bounded;
9305                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9306                 if (bounded < 0 || !bounded)
9307                         return bounded;
9308         }
9309
9310         return 1;
9311 }
9312
9313 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9314  */
9315 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9316         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9317 {
9318         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9319 }
9320
9321 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9322  */
9323 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9324         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9325 {
9326         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9327 }
9328
9329 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9330  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9331  * elements of the array "signs".
9332  * Sign
9333  *      1 means that the variable is non-negative
9334  *      -1 means that the variable is non-positive
9335  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9336  */
9337 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9338         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9339 {
9340         isl_vec *bound = NULL;
9341         struct isl_tab *tab = NULL;
9342         struct isl_tab_undo *snap;
9343         int i;
9344
9345         if (!bset || !signs)
9346                 return -1;
9347
9348         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9349         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9350         if (!bound || !tab)
9351                 goto error;
9352
9353         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9354         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9355
9356         snap = isl_tab_snap(tab);
9357         for (i = 0; i < n; ++i) {
9358                 int empty;
9359
9360                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9361                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9362                         goto error;
9363                 empty = tab->empty;
9364                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9365                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9366                         goto error;
9367
9368                 if (empty) {
9369                         signs[i] = 1;
9370                         continue;
9371                 }
9372
9373                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9374                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9375                         goto error;
9376                 empty = tab->empty;
9377                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9378                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9379                         goto error;
9380
9381                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9382         }
9383
9384         isl_tab_free(tab);
9385         isl_vec_free(bound);
9386         return 0;
9387 error:
9388         isl_tab_free(tab);
9389         isl_vec_free(bound);
9390         return -1;
9391 }
9392
9393 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9394         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9395 {
9396         if (!bset || !signs)
9397                 return -1;
9398         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9399                 return -1);
9400
9401         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9402         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9403 }
9404
9405 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9406  * In particular, for each output dimension, check that there is
9407  * an equality that defines the output dimension in terms of
9408  * earlier dimensions.
9409  */
9410 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9411 {
9412         int i, j;
9413         unsigned total;
9414         unsigned n_out;
9415         unsigned o_out;
9416
9417         if (!bmap)
9418                 return -1;
9419
9420         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9421         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9422         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9423
9424         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9425                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9426                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9427                                 continue;
9428                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9429                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9430                                 break;
9431                 }
9432                 if (j >= bmap->n_eq)
9433                         return 0;
9434         }
9435
9436         return 1;
9437 }
9438
9439 /* Check if the given basic map is single-valued.
9440  * We simply compute
9441  *
9442  *      M \circ M^-1
9443  *
9444  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9445  */
9446 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9447 {
9448         isl_space *space;
9449         isl_basic_map *test;
9450         isl_basic_map *id;
9451         int sv;
9452
9453         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9454         if (sv < 0 || sv)
9455                 return sv;
9456
9457         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9458         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9459
9460         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9461         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9462         id = isl_basic_map_identity(space);
9463
9464         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9465
9466         isl_basic_map_free(test);
9467         isl_basic_map_free(id);
9468
9469         return sv;
9470 }
9471
9472 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9473  */
9474 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9475 {
9476         if (!map)
9477                 return -1;
9478         if (map->n == 0)
9479                 return 1;
9480         if (map->n >= 2)
9481                 return 0;
9482
9483         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9484 }
9485
9486 /* Check if the given map is single-valued.
9487  * We simply compute
9488  *
9489  *      M \circ M^-1
9490  *
9491  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9492  */
9493 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9494 {
9495         isl_space *dim;
9496         isl_map *test;
9497         isl_map *id;
9498         int sv;
9499
9500         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9501         if (sv < 0 || sv)
9502                 return sv;
9503
9504         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9505         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9506
9507         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9508         id = isl_map_identity(dim);
9509
9510         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9511
9512         isl_map_free(test);
9513         isl_map_free(id);
9514
9515         return sv;
9516 }
9517
9518 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9519 {
9520         int in;
9521
9522         map = isl_map_copy(map);
9523         map = isl_map_reverse(map);
9524         in = isl_map_is_single_valued(map);
9525         isl_map_free(map);
9526
9527         return in;
9528 }
9529
9530 /* Check if the given map is obviously injective.
9531  */
9532 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9533 {
9534         int in;
9535
9536         map = isl_map_copy(map);
9537         map = isl_map_reverse(map);
9538         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9539         isl_map_free(map);
9540
9541         return in;
9542 }
9543
9544 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9545 {
9546         int sv;
9547
9548         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9549         if (sv < 0 || !sv)
9550                 return sv;
9551
9552         return isl_map_is_injective(map);
9553 }
9554
9555 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9556 {
9557         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9558 }
9559
9560 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9561 {
9562         int ok;
9563         isl_set *delta;
9564
9565         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9566         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9567         isl_set_free(delta);
9568
9569         return ok;
9570 }
9571
9572 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9573 {
9574         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9575                 return 0;
9576         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9577                 return 0;
9578         return 1;
9579 }
9580
9581 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9582 {
9583         int i, j;
9584         unsigned nvar;
9585         unsigned ovar;
9586
9587         if (!bset)
9588                 return -1;
9589
9590         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9591                 return 0;
9592
9593         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9594         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9595         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9596                 int lower = 0, upper = 0;
9597                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9598                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9599                                 continue;
9600                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9601                                 return 0;
9602                         break;
9603                 }
9604                 if (i < bset->n_eq)
9605                         continue;
9606                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9607                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9608                                 continue;
9609                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9610                                 return 0;
9611                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9612                                 lower = 1;
9613                         else
9614                                 upper = 1;
9615                 }
9616                 if (!lower || !upper)
9617                         return 0;
9618         }
9619
9620         return 1;
9621 }
9622
9623 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9624 {
9625         if (!set)
9626                 return -1;
9627         if (set->n != 1)
9628                 return 0;
9629
9630         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9631 }
9632
9633 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9634 {
9635         if (!bset)
9636                 return -1;
9637         
9638         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9639 }
9640
9641 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9642 {
9643         if (!set)
9644                 return -1;
9645         
9646         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9647 }
9648
9649 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9650 {
9651         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9652         if (!bmap)
9653                 return NULL;
9654
9655         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9656         if (!bmap->dim)
9657                 goto error;
9658
9659         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9660
9661         return (isl_basic_set *)bmap;
9662 error:
9663         isl_basic_map_free(bmap);
9664         return NULL;
9665 }
9666
9667 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9668 {
9669         int i;
9670
9671         map = isl_map_cow(map);
9672         if (!map)
9673                 return NULL;
9674
9675         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9676                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9677                 if (!map->p[i])
9678                         goto error;
9679         }
9680         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9681         if (!map->dim)
9682                 goto error;
9683
9684         return (isl_set *)map;
9685 error:
9686         isl_map_free(map);
9687         return NULL;
9688 }
9689
9690 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9691 {
9692         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9693         if (!bset)
9694                 return NULL;
9695
9696         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9697         if (!bset->dim)
9698                 goto error;
9699
9700         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9701
9702         return (isl_basic_map *)bset;
9703 error:
9704         isl_basic_set_free(bset);
9705         return NULL;
9706 }
9707
9708 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9709 {
9710         int i;
9711
9712         if (!set)
9713                 return NULL;
9714
9715         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9716                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9717                         goto error);
9718
9719         set = isl_set_cow(set);
9720         if (!set)
9721                 return NULL;
9722
9723         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9724                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9725                 if (!set->p[i])
9726                         goto error;
9727         }
9728
9729         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9730         if (!set->dim)
9731                 goto error;
9732
9733         return (isl_map *)set;
9734 error:
9735         isl_set_free(set);
9736         return NULL;
9737 }
9738
9739 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9740         enum isl_dim_type type)
9741 {
9742         if (!bmap)
9743                 return NULL;
9744
9745         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9746                 return bmap;
9747
9748         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9749         if (!bmap)
9750                 return NULL;
9751
9752         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9753         if (!bmap->dim)
9754                 goto error;
9755
9756         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9757
9758         return bmap;
9759 error:
9760         isl_basic_map_free(bmap);
9761         return NULL;
9762 }
9763
9764 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9765         enum isl_dim_type type)
9766 {
9767         int i;
9768
9769         if (!map)
9770                 return NULL;
9771
9772         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9773                 return map;
9774
9775         map = isl_map_cow(map);
9776         if (!map)
9777                 return NULL;
9778
9779         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9780                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9781                 if (!map->p[i])
9782                         goto error;
9783         }
9784         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9785         if (!map->dim)
9786                 goto error;
9787
9788         return map;
9789 error:
9790         isl_map_free(map);
9791         return NULL;
9792 }
9793
9794 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9795 {
9796         if (!bmap)
9797                 return NULL;
9798
9799         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9800                 return bmap;
9801
9802         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9803         if (!bmap)
9804                 return NULL;
9805
9806         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9807         if (!bmap->dim)
9808                 goto error;
9809
9810         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9811
9812         return bmap;
9813 error:
9814         isl_basic_map_free(bmap);
9815         return NULL;
9816 }
9817
9818 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9819 {
9820         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9821 }
9822
9823 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9824         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9825 {
9826         if (!bmap)
9827                 return NULL;
9828
9829         if (!bmap->dim->nested[0])
9830                 return bmap;
9831
9832         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9833         if (!bmap)
9834                 return NULL;
9835
9836         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9837         if (!bmap->dim)
9838                 goto error;
9839
9840         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9841
9842         return bmap;
9843 error:
9844         isl_basic_map_free(bmap);
9845         return NULL;
9846 }
9847
9848 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9849         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9850 {
9851         if (!bmap)
9852                 return NULL;
9853
9854         if (!bmap->dim->nested[1])
9855                 return bmap;
9856
9857         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9858         if (!bmap)
9859                 return NULL;
9860
9861         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9862         if (!bmap->dim)
9863                 goto error;
9864
9865         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9866
9867         return bmap;
9868 error:
9869         isl_basic_map_free(bmap);
9870         return NULL;
9871 }
9872
9873 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9874 {
9875         int i;
9876
9877         if (!map)
9878                 return NULL;
9879
9880         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9881                 return map;
9882
9883         map = isl_map_cow(map);
9884         if (!map)
9885                 return NULL;
9886
9887         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9888                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9889                 if (!map->p[i])
9890                         goto error;
9891         }
9892         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9893         if (!map->dim)
9894                 goto error;
9895
9896         return map;
9897 error:
9898         isl_map_free(map);
9899         return NULL;
9900 }
9901
9902 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9903 {
9904         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9905 }
9906
9907 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9908 {
9909         isl_space *dim, *flat_dim;
9910         isl_map *map;
9911
9912         dim = isl_set_get_space(set);
9913         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9914         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9915         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9916
9917         return map;
9918 }
9919
9920 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9921 {
9922         int i;
9923
9924         if (!map)
9925                 return NULL;
9926
9927         if (!map->dim->nested[0])
9928                 return map;
9929
9930         map = isl_map_cow(map);
9931         if (!map)
9932                 return NULL;
9933
9934         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9935                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9936                 if (!map->p[i])
9937                         goto error;
9938         }
9939         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9940         if (!map->dim)
9941                 goto error;
9942
9943         return map;
9944 error:
9945         isl_map_free(map);
9946         return NULL;
9947 }
9948
9949 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9950 {
9951         int i;
9952
9953         if (!map)
9954                 return NULL;
9955
9956         if (!map->dim->nested[1])
9957                 return map;
9958
9959         map = isl_map_cow(map);
9960         if (!map)
9961                 return NULL;
9962
9963         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9964                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9965                 if (!map->p[i])
9966                         goto error;
9967         }
9968         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9969         if (!map->dim)
9970                 goto error;
9971
9972         return map;
9973 error:
9974         isl_map_free(map);
9975         return NULL;
9976 }
9977
9978 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9979  * and set the dimension specification to "dim".
9980  */
9981 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9982         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9983 {
9984         isl_basic_map *res;
9985         unsigned flags;
9986
9987         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9988         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9989                 goto error;
9990
9991         flags = bmap->flags;
9992         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9993         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9994         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9995         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9996                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9997         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9998         if (res)
9999                 res->flags = flags;
10000         res = isl_basic_map_finalize(res);
10001         return res;
10002 error:
10003         free(dim_map);
10004         isl_basic_map_free(bmap);
10005         isl_space_free(dim);
10006         return NULL;
10007 }
10008
10009 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10010  */
10011 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10012         __isl_take isl_reordering *r)
10013 {
10014         int i;
10015         struct isl_dim_map *dim_map;
10016
10017         map = isl_map_cow(map);
10018         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10019         if (!map || !r || !dim_map)
10020                 goto error;
10021
10022         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10023                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10024
10025                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10026
10027                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10028                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10029
10030                 if (!map->p[i])
10031                         goto error;
10032         }
10033
10034         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10035
10036         isl_reordering_free(r);
10037         free(dim_map);
10038         return map;
10039 error:
10040         free(dim_map);
10041         isl_map_free(map);
10042         isl_reordering_free(r);
10043         return NULL;
10044 }
10045
10046 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10047         __isl_take isl_reordering *r)
10048 {
10049         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10050 }
10051
10052 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10053         __isl_take isl_space *model)
10054 {
10055         isl_ctx *ctx;
10056
10057         if (!map || !model)
10058                 goto error;
10059
10060         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10061         if (!isl_space_has_named_params(model))
10062                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10063                         "model has unnamed parameters", goto error);
10064         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10065                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10066                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10067         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10068                 isl_reordering *exp;
10069
10070                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10071                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10072                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10073                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10074                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10075                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10076                 map = isl_map_realign(map, exp);
10077         }
10078
10079         isl_space_free(model);
10080         return map;
10081 error:
10082         isl_space_free(model);
10083         isl_map_free(map);
10084         return NULL;
10085 }
10086
10087 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10088         __isl_take isl_space *model)
10089 {
10090         return isl_map_align_params(set, model);
10091 }
10092
10093 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10094  * additional parameters if needed.
10095  */
10096 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10097         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10098 {
10099         isl_ctx *ctx;
10100
10101         if (!bmap || !model)
10102                 goto error;
10103
10104         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10105         if (!isl_space_has_named_params(model))
10106                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10107                         "model has unnamed parameters", goto error);
10108         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10109                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10110                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10111         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10112                 isl_reordering *exp;
10113                 struct isl_dim_map *dim_map;
10114
10115                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10116                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10117                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10118                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10119                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10120                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10121                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10122                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10123                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10124                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10125                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10126                 isl_reordering_free(exp);
10127                 free(dim_map);
10128         }
10129
10130         isl_space_free(model);
10131         return bmap;
10132 error:
10133         isl_space_free(model);
10134         isl_basic_map_free(bmap);
10135         return NULL;
10136 }
10137
10138 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10139  * additional parameters if needed.
10140  */
10141 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10142         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10143 {
10144         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10145 }
10146
10147 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10148                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10149                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10150                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10151 {
10152         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10153         struct isl_mat *mat;
10154         int i, j, k;
10155         int pos;
10156
10157         if (!bmap)
10158                 return NULL;
10159         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10160                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10161         if (!mat)
10162                 return NULL;
10163         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10164                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10165                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10166                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10167                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10168                                             bmap->eq[i][off + k]);
10169                                 ++pos;
10170                         }
10171                 }
10172
10173         return mat;
10174 }
10175
10176 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10177                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10178                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10179                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10180 {
10181         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10182         struct isl_mat *mat;
10183         int i, j, k;
10184         int pos;
10185
10186         if (!bmap)
10187                 return NULL;
10188         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10189                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10190         if (!mat)
10191                 return NULL;
10192         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10193                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10194                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10195                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10196                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10197                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10198                                 ++pos;
10199                         }
10200                 }
10201
10202         return mat;
10203 }
10204
10205 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10206         __isl_take isl_space *dim,
10207         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10208         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10209         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10210 {
10211         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10212         isl_basic_map *bmap;
10213         unsigned total;
10214         unsigned extra;
10215         int i, j, k, l;
10216         int pos;
10217
10218         if (!dim || !eq || !ineq)
10219                 goto error;
10220
10221         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10222                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10223                         "equalities and inequalities matrices should have "
10224                         "same number of columns", goto error);
10225
10226         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10227
10228         if (eq->n_col < total)
10229                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10230                         "number of columns too small", goto error);
10231
10232         extra = eq->n_col - total;
10233
10234         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10235                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10236         if (!bmap)
10237                 goto error;
10238         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10239                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10240                 if (k < 0)
10241                         goto error;
10242                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10243         }
10244         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10245                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10246                 if (l < 0)
10247                         goto error;
10248                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10249                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10250                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10251                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10252                                             eq->row[i][pos]);
10253                                 ++pos;
10254                         }
10255                 }
10256         }
10257         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10258                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10259                 if (l < 0)
10260                         goto error;
10261                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10262                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10263                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10264                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10265                                             ineq->row[i][pos]);
10266                                 ++pos;
10267                         }
10268                 }
10269         }
10270
10271         isl_space_free(dim);
10272         isl_mat_free(eq);
10273         isl_mat_free(ineq);
10274
10275         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10276         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10277 error:
10278         isl_space_free(dim);
10279         isl_mat_free(eq);
10280         isl_mat_free(ineq);
10281         return NULL;
10282 }
10283
10284 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10285         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10286         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10287 {
10288         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10289                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10290 }
10291
10292 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10293         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10294         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10295 {
10296         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10297                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10298 }
10299
10300 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10301         __isl_take isl_space *dim,
10302         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10303         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10304 {
10305         return (isl_basic_set*)
10306             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10307                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10308 }
10309
10310 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10311 {
10312         if (!bmap)
10313                 return -1;
10314         
10315         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10316 }
10317
10318 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10319 {
10320         if (!map)
10321                 return -1;
10322         
10323         return isl_space_can_zip(map->dim);
10324 }
10325
10326 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10327  * (A -> C) -> (B -> D).
10328  */
10329 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10330 {
10331         unsigned pos;
10332         unsigned n1;
10333         unsigned n2;
10334
10335         if (!bmap)
10336                 return NULL;
10337
10338         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10339                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10340                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10341         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10342                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10343         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10344         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10345         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10346         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10347         if (!bmap)
10348                 return NULL;
10349         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10350         if (!bmap->dim)
10351                 goto error;
10352         return bmap;
10353 error:
10354         isl_basic_map_free(bmap);
10355         return NULL;
10356 }
10357
10358 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10359  * (A -> C) -> (B -> D).
10360  */
10361 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10362 {
10363         int i;
10364
10365         if (!map)
10366                 return NULL;
10367
10368         if (!isl_map_can_zip(map))
10369                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10370                         goto error);
10371
10372         map = isl_map_cow(map);
10373         if (!map)
10374                 return NULL;
10375
10376         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10377                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10378                 if (!map->p[i])
10379                         goto error;
10380         }
10381
10382         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10383         if (!map->dim)
10384                 goto error;
10385
10386         return map;
10387 error:
10388         isl_map_free(map);
10389         return NULL;
10390 }
10391
10392 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10393  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10394  */
10395 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10396 {
10397         if (!bmap)
10398                 return -1;
10399
10400         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10401 }
10402
10403 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10404  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10405  */
10406 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10407 {
10408         if (!map)
10409                 return -1;
10410
10411         return isl_space_can_curry(map->dim);
10412 }
10413
10414 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10415  * A -> (B -> C).
10416  */
10417 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10418 {
10419
10420         if (!bmap)
10421                 return NULL;
10422
10423         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10424                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10425                         "basic map cannot be curried", goto error);
10426         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10427         if (!bmap->dim)
10428                 goto error;
10429         return bmap;
10430 error:
10431         isl_basic_map_free(bmap);
10432         return NULL;
10433 }
10434
10435 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10436  * A -> (B -> C).
10437  */
10438 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10439 {
10440         int i;
10441
10442         if (!map)
10443                 return NULL;
10444
10445         if (!isl_map_can_curry(map))
10446                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10447                         goto error);
10448
10449         map = isl_map_cow(map);
10450         if (!map)
10451                 return NULL;
10452
10453         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10454                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10455                 if (!map->p[i])
10456                         goto error;
10457         }
10458
10459         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10460         if (!map->dim)
10461                 goto error;
10462
10463         return map;
10464 error:
10465         isl_map_free(map);
10466         return NULL;
10467 }
10468
10469 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10470  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10471  */
10472 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10473 {
10474         if (!bmap)
10475                 return -1;
10476
10477         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10478 }
10479
10480 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10481  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10482  */
10483 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10484 {
10485         if (!map)
10486                 return -1;
10487
10488         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10489 }
10490
10491 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10492  * (A -> B) -> C.
10493  */
10494 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10495 {
10496
10497         if (!bmap)
10498                 return NULL;
10499
10500         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10501                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10502                         "basic map cannot be uncurried",
10503                         return isl_basic_map_free(bmap));
10504         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10505         if (!bmap->dim)
10506                 return isl_basic_map_free(bmap);
10507         return bmap;
10508 }
10509
10510 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10511  * (A -> B) -> C.
10512  */
10513 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10514 {
10515         int i;
10516
10517         if (!map)
10518                 return NULL;
10519
10520         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10521                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10522                         return isl_map_free(map));
10523
10524         map = isl_map_cow(map);
10525         if (!map)
10526                 return NULL;
10527
10528         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10529                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10530                 if (!map->p[i])
10531                         return isl_map_free(map);
10532         }
10533
10534         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10535         if (!map->dim)
10536                 return isl_map_free(map);
10537
10538         return map;
10539 }
10540
10541 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10542  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10543  */
10544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10545 {
10546         int k;
10547         int pos;
10548         isl_local_space *ls;
10549         isl_basic_map *bmap;
10550
10551         if (!aff)
10552                 return NULL;
10553
10554         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10555         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10556         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10557         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10558         if (k < 0)
10559                 goto error;
10560
10561         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10562         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10563         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10564         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10565                     aff->v->size - (pos + 1));
10566
10567         isl_aff_free(aff);
10568         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10569         return bmap;
10570 error:
10571         isl_aff_free(aff);
10572         isl_basic_map_free(bmap);
10573         return NULL;
10574 }
10575
10576 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10577  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10578  */
10579 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10580 {
10581         isl_basic_map *bmap;
10582
10583         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10584         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10585 }
10586
10587 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10588  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10589  * corresponding affine expression.
10590  */
10591 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10592         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10593 {
10594         int i;
10595         isl_space *space;
10596         isl_basic_map *bmap;
10597
10598         if (!maff)
10599                 return NULL;
10600
10601         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10602                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10603                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10604
10605         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10606         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10607
10608         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10609                 isl_aff *aff;
10610                 isl_basic_map *bmap_i;
10611
10612                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10613                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10614
10615                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10616         }
10617
10618         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10619
10620         isl_multi_aff_free(maff);
10621         return bmap;
10622 }
10623
10624 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10625  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10626  * corresponding affine expression.
10627  */
10628 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10629 {
10630         isl_basic_map *bmap;
10631
10632         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10633         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10634 }
10635
10636 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10637  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10638  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10639  * corresponding affine expression.
10640  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10641  * domain_dim.
10642  */
10643 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10644         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10645 {
10646         int i;
10647         isl_space *dim;
10648         isl_basic_map *bmap;
10649
10650         if (!list)
10651                 return NULL;
10652
10653         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10654         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10655
10656         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10657                 isl_aff *aff;
10658                 isl_basic_map *bmap_i;
10659
10660                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10661                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10662
10663                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10664         }
10665
10666         isl_aff_list_free(list);
10667         return bmap;
10668 }
10669
10670 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10671         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10672 {
10673         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10674 }
10675
10676 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10677  */
10678 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10679         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10680 {
10681         isl_basic_map *bmap = NULL;
10682         int i;
10683
10684         if (!space)
10685                 return NULL;
10686
10687         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10688                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10689                         "index out of bounds", goto error);
10690         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10691                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10692                         "index out of bounds", goto error);
10693
10694         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10695                 return isl_basic_map_universe(space);
10696
10697         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10698         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10699         if (i < 0)
10700                 goto error;
10701         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10702         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10703         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10704         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10705         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10706         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10707         isl_space_free(space);
10708         return bmap;
10709 error:
10710         isl_space_free(space);
10711         isl_basic_map_free(bmap);
10712         return NULL;
10713 }
10714
10715 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10716  */
10717 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10718         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10719 {
10720         isl_basic_map *eq;
10721
10722         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10723
10724         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10725
10726         return bmap;
10727 }
10728
10729 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10730  */
10731 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10732         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10733 {
10734         isl_basic_map *bmap;
10735
10736         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10737
10738         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10739
10740         return map;
10741 }
10742
10743 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10744  */
10745 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10746         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10747 {
10748         isl_basic_map *bmap = NULL;
10749         int i;
10750
10751         if (!map)
10752                 return NULL;
10753
10754         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10755                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10756                         "index out of bounds", goto error);
10757         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10758                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10759                         "index out of bounds", goto error);
10760
10761         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10762         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10763         if (i < 0)
10764                 goto error;
10765         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10766         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10767         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10768         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10769         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10770         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10771
10772         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10773
10774         return map;
10775 error:
10776         isl_basic_map_free(bmap);
10777         isl_map_free(map);
10778         return NULL;
10779 }
10780
10781 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10782  * greater than or equal to that of the second.
10783  */
10784 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10785         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10786 {
10787         isl_constraint *c;
10788         isl_local_space *ls;
10789
10790         if (!bmap)
10791                 return NULL;
10792
10793         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10794                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10795                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10796         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10797                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10798                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10799
10800         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10801                 return bmap;
10802
10803         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10804         c = isl_inequality_alloc(ls);
10805         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10806         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10807         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10808
10809         return bmap;
10810 }
10811
10812 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10813  * greater than that of the second.
10814  */
10815 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10816         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10817 {
10818         isl_basic_map *bmap = NULL;
10819         int i;
10820
10821         if (!map)
10822                 return NULL;
10823
10824         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10825                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10826                         "index out of bounds", goto error);
10827         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10828                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10829                         "index out of bounds", goto error);
10830
10831         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10832                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10833                 isl_map_free(map);
10834                 return isl_map_empty(space);
10835         }
10836
10837         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10838         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10839         if (i < 0)
10840                 goto error;
10841         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10842         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10843         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10844         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10845         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10846         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10847         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10848
10849         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10850
10851         return map;
10852 error:
10853         isl_basic_map_free(bmap);
10854         isl_map_free(map);
10855         return NULL;
10856 }
10857
10858 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10859  * smaller than that of the second.
10860  */
10861 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10862         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10863 {
10864         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10865 }
10866
10867 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10868         int pos)
10869 {
10870         isl_aff *div;
10871         isl_local_space *ls;
10872
10873         if (!bmap)
10874                 return NULL;
10875
10876         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10877                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10878                         "some divs are unknown", return NULL);
10879
10880         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10881         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10882         isl_local_space_free(ls);
10883
10884         return div;
10885 }
10886
10887 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10888         int pos)
10889 {
10890         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10891 }
10892
10893 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10894  *
10895  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10896  *
10897  *      f/d
10898  *
10899  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10900  *
10901  *      floor((a i + g)/m)
10902  *
10903  * is replaced by
10904  *
10905  *      floor((a f + d g)/(m d))
10906  *
10907  * Constraints of the form
10908  *
10909  *      a i + g
10910  *
10911  * are replaced by
10912  *
10913  *      a f + d g
10914  *
10915  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10916  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10917  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10918  */
10919 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10920         __isl_take isl_basic_set *bset,
10921         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10922 {
10923         int i;
10924         isl_int v;
10925         isl_ctx *ctx;
10926
10927         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10928                 return bset;
10929
10930         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10931         if (!bset || !subs)
10932                 goto error;
10933
10934         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10935         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10936                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10937                         "spaces don't match", goto error);
10938         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10939                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10940                         "cannot handle divs yet", goto error);
10941         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10942                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10943                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10944
10945         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10946
10947         isl_int_init(v);
10948
10949         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10950                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10951                         continue;
10952                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10953                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10954                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10955                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10956         }
10957
10958         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10959                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10960                         continue;
10961                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10962                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10963                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10964                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10965         }
10966
10967         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10968                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10969                         continue;
10970                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10971                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10972                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10973                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10974                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10975                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10976         }
10977
10978         isl_int_clear(v);
10979
10980         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10981         return isl_basic_set_finalize(bset);
10982 error:
10983         isl_basic_set_free(bset);
10984         return NULL;
10985 }
10986
10987 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10988  */
10989 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10990         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10991 {
10992         int i;
10993
10994         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10995                 return set;
10996
10997         set = isl_set_cow(set);
10998         if (!set || !subs)
10999                 goto error;
11000
11001         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11002                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11003                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11004                         goto error;
11005         }
11006
11007         return set;
11008 error:
11009         isl_set_free(set);
11010         return NULL;
11011 }
11012
11013 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
11014  * Return -1 if anything is wrong.
11015  */
11016 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
11017         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11018 {
11019         int m;
11020         isl_space *ma_space;
11021
11022         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11023         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
11024         isl_space_free(ma_space);
11025         if (m >= 0 && !m)
11026                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11027                         "spaces don't match", return -1);
11028         return m;
11029 }
11030
11031 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11032  * Return -1 if anything is wrong.
11033  */
11034 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11035         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11036 {
11037         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11038 }
11039
11040 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11041  * of the other divs in "bset".
11042  */
11043 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11044         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11045 {
11046         int i;
11047         isl_local_space *ls;
11048
11049         if (n_div == 0)
11050                 return 0;
11051
11052         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11053         if (!ls)
11054                 return -1;
11055
11056         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11057                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11058                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11059                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11060                         goto error;
11061         }
11062
11063         isl_local_space_free(ls);
11064         return 0;
11065 error:
11066         isl_local_space_free(ls);
11067         return -1;
11068 }
11069
11070 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11071  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11072  * different from one?
11073  */
11074 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11075 {
11076         int i;
11077         int strides = 0;
11078
11079         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11080                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11081                         strides++;
11082
11083         return strides;
11084 }
11085
11086 /* For each affine expression in ma of the form
11087  *
11088  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11089  *
11090  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11091  * of the form
11092  *
11093  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11094  *
11095  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11096  */
11097 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11098         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11099 {
11100         int i, k;
11101         int div;
11102         int total;
11103
11104         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11105         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11106                 int len;
11107
11108                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11109                         continue;
11110                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11111                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11112                 if (div < 0 || k < 0)
11113                         goto error;
11114                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11115                 len = ma->p[i]->v->size;
11116                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11117                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11118                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11119                 total++;
11120         }
11121
11122         return bset;
11123 error:
11124         isl_basic_set_free(bset);
11125         return NULL;
11126 }
11127
11128 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11129  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11130  * that lives in the domain space of "ma".
11131  *
11132  * If bset is represented by
11133  *
11134  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11135  *
11136  * and ma is represented by
11137  *
11138  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11139  *
11140  * then the result is
11141  *
11142  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11143  *
11144  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11145  * In particular
11146  *
11147  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11148  *
11149  * becomes
11150  *
11151  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11152  *
11153  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11154  *
11155  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11156  *
11157  * the additional constraints are added to ensure that we only
11158  * map back integer points.  That is we enforce
11159  *
11160  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11161  *
11162  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11163  *
11164  * We first copy over the divs from "ma".
11165  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11166  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11167  */
11168 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11169         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11170 {
11171         int i, k;
11172         isl_space *space;
11173         isl_basic_set *res = NULL;
11174         int n_div_bset, n_div_ma;
11175         isl_int f, c1, c2, g;
11176         int rational, strides;
11177
11178         isl_int_init(f);
11179         isl_int_init(c1);
11180         isl_int_init(c2);
11181         isl_int_init(g);
11182
11183         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11184         if (!bset || !ma)
11185                 goto error;
11186         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11187                 goto error;
11188
11189         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11190         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11191
11192         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11193         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11194         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11195         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11196                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11197         if (rational)
11198                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11199
11200         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11201                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11202                         goto error;
11203
11204         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11205                 goto error;
11206
11207         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11208                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11209                 if (k < 0)
11210                         goto error;
11211                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11212                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11213         }
11214
11215         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11216                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11217                 if (k < 0)
11218                         goto error;
11219                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11220                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11221         }
11222
11223         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11224                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11225                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11226                         continue;
11227                 }
11228                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11229                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11230         }
11231
11232         if (strides)
11233                 res = add_ma_strides(res, ma);
11234
11235         isl_int_clear(f);
11236         isl_int_clear(c1);
11237         isl_int_clear(c2);
11238         isl_int_clear(g);
11239         isl_basic_set_free(bset);
11240         isl_multi_aff_free(ma);
11241         res = isl_basic_set_simplify(res);
11242         return isl_basic_set_finalize(res);
11243 error:
11244         isl_int_clear(f);
11245         isl_int_clear(c1);
11246         isl_int_clear(c2);
11247         isl_int_clear(g);
11248         isl_basic_set_free(bset);
11249         isl_multi_aff_free(ma);
11250         isl_basic_set_free(res);
11251         return NULL;
11252 }
11253
11254 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11255  * Return -1 if anything is wrong.
11256  */
11257 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11258         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11259 {
11260         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11261 }
11262
11263 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11264  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11265  * that lives in the domain space of "ma".
11266  */
11267 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11268         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11269 {
11270         int i;
11271
11272         set = isl_set_cow(set);
11273         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11274         if (!set || !ma)
11275                 goto error;
11276         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11277                 goto error;
11278
11279         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11280                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11281                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11282                 if (!set->p[i])
11283                         goto error;
11284         }
11285
11286         isl_space_free(set->dim);
11287         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11288         if (!set->dim)
11289                 goto error;
11290
11291         isl_multi_aff_free(ma);
11292         if (set->n > 1)
11293                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11294         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11295         return set;
11296 error:
11297         isl_multi_aff_free(ma);
11298         isl_set_free(set);
11299         return NULL;
11300 }
11301
11302 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11303         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11304 {
11305         if (!set || !ma)
11306                 goto error;
11307
11308         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11309                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11310
11311         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11312             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11313                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11314                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11315         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11316         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11317
11318         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11319 error:
11320         isl_multi_aff_free(ma);
11321         return isl_set_free(set);
11322 }
11323
11324 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11325  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11326  * that lives in the domain space of "pma".
11327  */
11328 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11329         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11330 {
11331         int i;
11332         isl_set *res;
11333
11334         if (!pma)
11335                 goto error;
11336
11337         if (pma->n == 0) {
11338                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11339                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11340                 isl_set_free(set);
11341                 return res;
11342         }
11343
11344         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11345                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11346         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11347
11348         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11349                 isl_set *res_i;
11350
11351                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11352                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11353                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11354                 res = isl_set_union(res, res_i);
11355         }
11356
11357         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11358         isl_set_free(set);
11359         return res;
11360 error:
11361         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11362         isl_set_free(set);
11363         return NULL;
11364 }
11365
11366 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11367         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11368 {
11369         if (!set || !pma)
11370                 goto error;
11371
11372         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11373                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11374
11375         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11376             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11377                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11378                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11379         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11380         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11381
11382         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11383 error:
11384         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11385         return isl_set_free(set);
11386 }