Merge branch 'maint'
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1149  *
1150  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1151  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1152  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1153  * change in the ordering of the constraints.
1154  */
1155 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1156                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1157 {
1158         isl_int *t;
1159
1160         t = bmap->ineq[pos];
1161         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1162         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1163         bmap->eq[-1] = t;
1164         bmap->n_eq++;
1165         bmap->n_ineq--;
1166         bmap->eq--;
1167         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1168         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1169         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1170         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1171 }
1172
1173 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1174 {
1175         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1176 }
1177
1178 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1179 {
1180         struct isl_ctx *ctx;
1181         if (!bmap)
1182                 return -1;
1183         ctx = bmap->ctx;
1184         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1185         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1186         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1187         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1188         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1189         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1190                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1191                       bmap->extra - bmap->n_div);
1192         return bmap->n_ineq++;
1193 }
1194
1195 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1196 {
1197         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1205         bmap->n_ineq -= n;
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1210 {
1211         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1212 }
1213
1214 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1215 {
1216         isl_int *t;
1217         if (!bmap)
1218                 return -1;
1219         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1220
1221         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1222                 t = bmap->ineq[pos];
1223                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1224                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1225                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1226         }
1227         bmap->n_ineq--;
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1232 {
1233         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1234 }
1235
1236 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1237         isl_int *eq)
1238 {
1239         int k;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1245         if (k < 0)
1246                 goto error;
1247         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1248         return bmap;
1249 error:
1250         isl_basic_map_free(bmap);
1251         return NULL;
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1255         isl_int *eq)
1256 {
1257         return (isl_basic_set *)
1258                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1259 }
1260
1261 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1262         isl_int *ineq)
1263 {
1264         int k;
1265
1266         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1267         if (!bmap)
1268                 return NULL;
1269         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1270         if (k < 0)
1271                 goto error;
1272         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1273         return bmap;
1274 error:
1275         isl_basic_map_free(bmap);
1276         return NULL;
1277 }
1278
1279 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1280         isl_int *ineq)
1281 {
1282         return (isl_basic_set *)
1283                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1284 }
1285
1286 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1287 {
1288         if (!bmap)
1289                 return -1;
1290         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1291         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1292                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1293                       bmap->extra - bmap->n_div);
1294         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1295         return bmap->n_div++;
1296 }
1297
1298 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1299 {
1300         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1301 }
1302
1303 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1304 {
1305         if (!bmap)
1306                 return -1;
1307         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1308         bmap->n_div -= n;
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1313 {
1314         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1315 }
1316
1317 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1318  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1319  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1320  * variables.
1321  */
1322 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1323                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1324                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1325 {
1326         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1327         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1328         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1329         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1330         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1331         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1332         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1333         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1334         if (dst_nparam > src_nparam)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1336                                 dst_nparam - src_nparam);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1339                     src+1+src_nparam,
1340                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1341         if (dst_in-in_off > src_in)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1343                                 dst_in - in_off - src_in);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in,
1347                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1348         if (dst_out-out_off > src_out)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1350                                 dst_out - out_off - src_out);
1351         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1352         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1353                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1354                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1355         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1356                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1357                                 div_off+src_map->n_div,
1358                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1359 }
1360
1361 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1362                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1363                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1364 {
1365         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1366         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1367 }
1368
1369 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1370                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1371 {
1372         int i;
1373         unsigned div_off;
1374
1375         if (!bmap1 || !bmap2)
1376                 goto error;
1377
1378         div_off = bmap1->n_div;
1379
1380         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1381                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1382                 if (i1 < 0)
1383                         goto error;
1384                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1385                                 i_pos, o_pos, div_off);
1386         }
1387
1388         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1389                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1390                 if (i1 < 0)
1391                         goto error;
1392                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1393                                 i_pos, o_pos, div_off);
1394         }
1395
1396         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1397                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1398                 if (i1 < 0)
1399                         goto error;
1400                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1401                          i_pos, o_pos, div_off);
1402         }
1403
1404         isl_basic_map_free(bmap2);
1405
1406         return bmap1;
1407
1408 error:
1409         isl_basic_map_free(bmap1);
1410         isl_basic_map_free(bmap2);
1411         return NULL;
1412 }
1413
1414 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1415                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1416 {
1417         return (struct isl_basic_set *)
1418                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1419                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1420 }
1421
1422 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1423                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1424                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1425 {
1426         struct isl_basic_map *ext;
1427         unsigned flags;
1428         int dims_ok;
1429
1430         if (!dim)
1431                 goto error;
1432
1433         if (!base)
1434                 goto error;
1435
1436         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1437                   base->extra >= base->n_div + extra;
1438
1439         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1440                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1441                 isl_space_free(dim);
1442                 return base;
1443         }
1444
1445         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1446         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1447         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1448         extra += base->extra;
1449         n_eq += base->n_eq;
1450         n_ineq += base->n_ineq;
1451
1452         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1453         dim = NULL;
1454         if (!ext)
1455                 goto error;
1456
1457         if (dims_ok)
1458                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1459         flags = base->flags;
1460         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1461         if (ext) {
1462                 ext->flags = flags;
1463                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1464         }
1465
1466         return ext;
1467
1468 error:
1469         isl_space_free(dim);
1470         isl_basic_map_free(base);
1471         return NULL;
1472 }
1473
1474 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1475                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1476                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1477 {
1478         return (struct isl_basic_set *)
1479                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1480                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1481 }
1482
1483 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1484                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1485 {
1486         if (!base)
1487                 return NULL;
1488         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1489                                         0, n_eq, n_ineq);
1490 }
1491
1492 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1493                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1494                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1495 {
1496         struct isl_basic_map *bmap;
1497         isl_space *dim;
1498
1499         if (!base)
1500                 return NULL;
1501         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1502         if (!dim)
1503                 goto error;
1504
1505         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1506         return bmap;
1507 error:
1508         isl_basic_map_free(base);
1509         return NULL;
1510 }
1511
1512 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1513                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1514                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1515 {
1516         return (struct isl_basic_set *)
1517                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1518                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1519 }
1520
1521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1522                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1526                                                     n_eq, n_ineq);
1527 }
1528
1529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1530 {
1531         return (struct isl_basic_set *)
1532                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1533 }
1534
1535 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1536 {
1537         if (!bmap)
1538                 return NULL;
1539
1540         if (bmap->ref > 1) {
1541                 bmap->ref--;
1542                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1543         }
1544         if (bmap)
1545                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1546         return bmap;
1547 }
1548
1549 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1550 {
1551         if (!set)
1552                 return NULL;
1553
1554         if (set->ref == 1)
1555                 return set;
1556         set->ref--;
1557         return isl_set_dup(set);
1558 }
1559
1560 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1561 {
1562         if (!map)
1563                 return NULL;
1564
1565         if (map->ref == 1)
1566                 return map;
1567         map->ref--;
1568         return isl_map_dup(map);
1569 }
1570
1571 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1572                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1573 {
1574         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1575         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1576         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1577 }
1578
1579 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1580         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1581 {
1582         int i;
1583         struct isl_blk blk;
1584
1585         if (!bmap)
1586                 goto error;
1587
1588         isl_assert(bmap->ctx,
1589                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1590
1591         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1592                 return bmap;
1593
1594         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1595         if (!bmap)
1596                 return NULL;
1597
1598         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1599         if (isl_blk_is_error(blk))
1600                 goto error;
1601
1602         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1603                 swap_vars(blk,
1604                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1605
1606         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1607                 swap_vars(blk,
1608                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1611                 swap_vars(blk,
1612                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1613
1614         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1615
1616         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1617         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1619 error:
1620         isl_basic_map_free(bmap);
1621         return NULL;
1622 }
1623
1624 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1625         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1626 {
1627         unsigned dim;
1628         unsigned nparam;
1629
1630         if (!bset)
1631                 return NULL;
1632
1633         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1634         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1635         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1636
1637         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1638 error:
1639         isl_basic_set_free(bset);
1640         return NULL;
1641 }
1642
1643 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1644 {
1645         int i = 0;
1646         unsigned total;
1647         if (!bmap)
1648                 goto error;
1649         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1650         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1651         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1652         if (bmap->n_eq > 0)
1653                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1654         else {
1655                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1656                 if (i < 0)
1657                         goto error;
1658         }
1659         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1660         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1661         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1662         isl_vec_free(bmap->sample);
1663         bmap->sample = NULL;
1664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1665 error:
1666         isl_basic_map_free(bmap);
1667         return NULL;
1668 }
1669
1670 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1671 {
1672         return (struct isl_basic_set *)
1673                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1674 }
1675
1676 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1677 {
1678         int i;
1679         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1680         isl_int *t = bmap->div[a];
1681         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1682         bmap->div[b] = t;
1683
1684         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1685                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1686
1687         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1688                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1689
1690         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1691                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1692         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1693 }
1694
1695 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1696  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1697  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1698  */
1699 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1700         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1701 {
1702         int i;
1703
1704         if (!map)
1705                 return NULL;
1706         if (n == 0)
1707                 return map;
1708
1709         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1710                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1711                         "index out of bounds", goto error);
1712
1713         map = isl_map_cow(map);
1714         if (!map)
1715                 return NULL;
1716
1717         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1718                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1719                 if (!map->p[i])
1720                         goto error;
1721         }
1722         return map;
1723 error:
1724         isl_map_free(map);
1725         return NULL;
1726 }
1727
1728 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1729  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1730  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1731  */
1732 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1733         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1734 {
1735         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1736 }
1737
1738 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1739  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1740  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1741  */
1742 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1743         unsigned first, unsigned n)
1744 {
1745         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1746 }
1747
1748 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1749         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1750 {
1751         if (!bmap)
1752                 return NULL;
1753         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1754                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1755         if (!bmap)
1756                 return NULL;
1757         bmap->n_div = 0;
1758         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1759 }
1760
1761 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1762         __isl_take isl_basic_set *bset)
1763 {
1764         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1765                         (struct isl_basic_map *)bset);
1766 }
1767
1768 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1769 {
1770         int i;
1771
1772         if (!map)
1773                 return NULL;
1774         if (map->n == 0)
1775                 return map;
1776
1777         map = isl_map_cow(map);
1778         if (!map)
1779                 return NULL;
1780         
1781         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1782                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1783                 if (!map->p[i])
1784                         goto error;
1785         }
1786         return map;
1787 error:
1788         isl_map_free(map);
1789         return NULL;
1790 }
1791
1792 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1793 {
1794         return isl_map_remove_divs(set);
1795 }
1796
1797 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1798         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1799 {
1800         if (!bmap)
1801                 return NULL;
1802         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1803                         goto error);
1804         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1805                 return bmap;
1806         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1807                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1808         if (!bmap)
1809                 return bmap;
1810         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1811                 return bmap;
1812         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1813         return bmap;
1814 error:
1815         isl_basic_map_free(bmap);
1816         return NULL;
1817 }
1818
1819 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1820  * any of the given variables.
1821  */
1822 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1823         unsigned first, unsigned n)
1824 {
1825         int i;
1826         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1827
1828         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1829                 return 0;
1830         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1831                 return 1;
1832
1833         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1834                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1835                         continue;
1836                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1837                         return 1;
1838         }
1839
1840         return 0;
1841 }
1842
1843 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1844  * based on inequality "i".
1845  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1846  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1847  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1848  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1849  *
1850  * The calling function has already checked that the inequality does not
1851  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1852  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1853  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1854  *
1855  * Let "div" be of the form
1856  *
1857  *      q = floor((a + f(x))/d)
1858  *
1859  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1860  *
1861  *      b + f(x) >= 0
1862  *
1863  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1864  * However, we allow a slightly more general form
1865  *
1866  *      b + g(x) >= 0
1867  *
1868  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1869  * divisible by d.
1870  * Rewriting this constraint as
1871  *
1872  *      0 >= -b - g(x)
1873  *
1874  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1875  *
1876  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1877  *
1878  * Taking the floor on both sides, we obtain
1879  *
1880  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1881  *
1882  * or
1883  *
1884  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1885  *
1886  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1887  *
1888  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1889  *
1890  */
1891 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1892         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1893         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1894 {
1895         int j;
1896
1897         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1898                 if (lb) {
1899                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1900                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1901                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1902                 }
1903                 if (ub) {
1904                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1905                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1906                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1907                 }
1908         }
1909         if (!lb && !ub)
1910                 return bmap;
1911
1912         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1913         if (lb) {
1914                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1915                 if (k < 0)
1916                         goto error;
1917                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1918                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1919                                         bmap->div[div][1 + j]);
1920                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1921                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1922                 }
1923                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1924         }
1925         if (ub) {
1926                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1927                 if (k < 0)
1928                         goto error;
1929                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1930                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1931                                         bmap->div[div][1 + j]);
1932                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1933                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1934                 }
1935                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1936         }
1937
1938         return bmap;
1939 error:
1940         isl_basic_map_free(bmap);
1941         return NULL;
1942 }
1943
1944 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1945  * using Fourier-Motzkin.
1946  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1947  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1948  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1949  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1950  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1951  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1952  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1953  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1954  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1955  * on "div".
1956  *
1957  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1958  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1959  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1960  * Consider, for example, the set
1961  *
1962  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1963  *
1964  * The second constraint can be rewritten as
1965  *
1966  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1967  *
1968  * from which we can derive
1969  *
1970  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1971  *
1972  * or
1973  *
1974  *      i + 2j <= 3 + 2k
1975  *
1976  * Combined with the first constraint, we obtain
1977  *
1978  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1979  *
1980  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1981  * the first constraint, we obtain
1982  *
1983  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1984  *
1985  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1986  *
1987  *      k >= -2
1988  */
1989 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1990         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1991 {
1992         int i;
1993         int check_lb, check_ub;
1994         isl_int v;
1995         unsigned total;
1996
1997         if (!bmap)
1998                 return NULL;
1999
2000         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2001                 return bmap;
2002
2003         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2004
2005         check_lb = 0;
2006         check_ub = 0;
2007         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2008                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2009                 if (s > 0)
2010                         check_ub = 1;
2011                 if (s < 0)
2012                         check_lb = 1;
2013         }
2014
2015         if (!check_lb && !check_ub)
2016                 return bmap;
2017
2018         isl_int_init(v);
2019
2020         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2021                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2022                         continue;
2023
2024                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2025                                                         check_lb, check_ub);
2026         }
2027
2028         isl_int_clear(v);
2029
2030         return bmap;
2031 }
2032
2033 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2034  * in their definitions.
2035  */
2036 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2037         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2038         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2039 {
2040         int i;
2041
2042         if (!bmap)
2043                 return NULL;
2044         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2045                         goto error);
2046         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2047
2048         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2049                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2050                         continue;
2051                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2052                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2053                 if (!bmap)
2054                         return NULL;
2055                 i = bmap->n_div;
2056         }
2057
2058         return bmap;
2059 error:
2060         isl_basic_map_free(bmap);
2061         return NULL;
2062 }
2063
2064 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2065         __isl_take isl_basic_set *bset,
2066         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2067 {
2068         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2069 }
2070
2071 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2072         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2073 {
2074         int i;
2075
2076         if (!map)
2077                 return NULL;
2078         if (map->n == 0)
2079                 return map;
2080
2081         map = isl_map_cow(map);
2082         if (!map)
2083                 return NULL;
2084
2085         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2086                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2087                                                                 type, first, n);
2088                 if (!map->p[i])
2089                         goto error;
2090         }
2091         return map;
2092 error:
2093         isl_map_free(map);
2094         return NULL;
2095 }
2096
2097 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2098         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2099 {
2100         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2101                                                               type, first, n);
2102 }
2103
2104 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2105  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2106  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2107  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2108  * div.
2109  */
2110 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2111         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2112 {
2113         int i;
2114
2115         if (!bmap)
2116                 return -1;
2117
2118         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2119                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2120                         "index out of bounds", return -1);
2121
2122         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2123         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2124                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2125                         return 1;
2126         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2127                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2128                         return 1;
2129         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2130                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2131                         continue;
2132                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2133                         return 1;
2134         }
2135
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2140         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2141 {
2142         int i;
2143
2144         if (!map)
2145                 return -1;
2146
2147         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2148                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2149                         "index out of bounds", return -1);
2150
2151         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2152                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2153                                                             type, first, n);
2154                 if (involves < 0 || involves)
2155                         return involves;
2156         }
2157
2158         return 0;
2159 }
2160
2161 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2162         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2163 {
2164         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2165 }
2166
2167 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2168         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2169 {
2170         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2171 }
2172
2173 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2174  * on unknown divs.
2175  */
2176 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2177 {
2178         int i;
2179         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2180
2181         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2182                 return 1;
2183
2184         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2185                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2186                         continue;
2187                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2188                         return 1;
2189         }
2190
2191         return 0;
2192 }
2193
2194 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2195  */
2196 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2197         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2198 {
2199         int i;
2200
2201         if (!bmap)
2202                 return NULL;
2203
2204         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2205                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2206                         continue;
2207                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2208                 if (!bmap)
2209                         return NULL;
2210                 i = bmap->n_div;
2211         }
2212
2213         return bmap;
2214 }
2215
2216 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2217  */
2218 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2219         __isl_take isl_basic_set *bset)
2220 {
2221         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2222 }
2223
2224 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2225 {
2226         int i;
2227
2228         if (!map)
2229                 return NULL;
2230         if (map->n == 0)
2231                 return map;
2232
2233         map = isl_map_cow(map);
2234         if (!map)
2235                 return NULL;
2236
2237         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2238                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2239                 if (!map->p[i])
2240                         goto error;
2241         }
2242         return map;
2243 error:
2244         isl_map_free(map);
2245         return NULL;
2246 }
2247
2248 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2249 {
2250         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2251 }
2252
2253 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2254         __isl_take isl_basic_set *bset,
2255         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2256 {
2257         return (isl_basic_set *)
2258             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2259 }
2260
2261 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2262         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2263 {
2264         int i;
2265
2266         if (n == 0)
2267                 return map;
2268
2269         map = isl_map_cow(map);
2270         if (!map)
2271                 return NULL;
2272         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2273         
2274         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2275                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2276                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2277                 if (!map->p[i])
2278                         goto error;
2279         }
2280         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2281         return map;
2282 error:
2283         isl_map_free(map);
2284         return NULL;
2285 }
2286
2287 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2288         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2289 {
2290         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2291 }
2292
2293 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2294 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2295         unsigned first, unsigned n)
2296 {
2297         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2298 }
2299
2300 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2301                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2302 {
2303         const char *name;
2304         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2305         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2306         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2307         if (!pos)
2308                 isl_int_print(out, c, 0);
2309         else {
2310                 if (!isl_int_is_one(c))
2311                         isl_int_print(out, c, 0);
2312                 if (pos < 1 + nparam) {
2313                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2314                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2315                         if (name)
2316                                 fprintf(out, "%s", name);
2317                         else
2318                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2319                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2320                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2321                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2322                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2323                 else
2324                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2325         }
2326 }
2327
2328 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2329                                 int sign, FILE *out)
2330 {
2331         int i;
2332         int first;
2333         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2334         isl_int v;
2335
2336         isl_int_init(v);
2337         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2338                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2339                         continue;
2340                 if (!first)
2341                         fprintf(out, " + ");
2342                 first = 0;
2343                 isl_int_abs(v, c[i]);
2344                 dump_term(bmap, v, i, out);
2345         }
2346         isl_int_clear(v);
2347         if (first)
2348                 fprintf(out, "0");
2349 }
2350
2351 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2352                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2353 {
2354         int i;
2355
2356         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2357
2358         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2359         fprintf(out, " %s ", op);
2360         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2361
2362         fprintf(out, "\n");
2363
2364         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2365                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2366                         continue;
2367                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2368                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2369                 abort();
2370         }
2371 }
2372
2373 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2374                                 isl_int **c, unsigned n,
2375                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2376 {
2377         int i;
2378
2379         for (i = 0; i < n; ++i)
2380                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2381 }
2382
2383 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2384 {
2385         int j;
2386         int first = 1;
2387         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2388
2389         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2390                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2391                         continue;
2392                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2393                         fprintf(out, "+");
2394                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2395                 first = 0;
2396         }
2397 }
2398
2399 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2400 {
2401         int i;
2402
2403         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2404         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2405
2406         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2407                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2408                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2409                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2410                 fprintf(out, ")/");
2411                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2412                 fprintf(out, "]\n");
2413         }
2414 }
2415
2416 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2417         FILE *out, int indent)
2418 {
2419         if (!bset) {
2420                 fprintf(out, "null basic set\n");
2421                 return;
2422         }
2423
2424         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2425         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2426                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2427                         bset->extra, bset->flags);
2428         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2429 }
2430
2431 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2432         FILE *out, int indent)
2433 {
2434         if (!bmap) {
2435                 fprintf(out, "null basic map\n");
2436                 return;
2437         }
2438
2439         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2440         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2441                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2442                 bmap->ref,
2443                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2444                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2445         dump(bmap, out, indent);
2446 }
2447
2448 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2449 {
2450         unsigned total;
2451         if (!bmap)
2452                 return -1;
2453         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2454         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2455         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2456         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2457         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2458         return 0;
2459 }
2460
2461 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2462         unsigned flags)
2463 {
2464         struct isl_set *set;
2465
2466         if (!dim)
2467                 return NULL;
2468         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2469         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2470         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2471                         sizeof(struct isl_set) +
2472                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2473         if (!set)
2474                 goto error;
2475
2476         set->ctx = dim->ctx;
2477         isl_ctx_ref(set->ctx);
2478         set->ref = 1;
2479         set->size = n;
2480         set->n = 0;
2481         set->dim = dim;
2482         set->flags = flags;
2483         return set;
2484 error:
2485         isl_space_free(dim);
2486         return NULL;
2487 }
2488
2489 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2490                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2491 {
2492         struct isl_set *set;
2493         isl_space *dims;
2494
2495         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2496         if (!dims)
2497                 return NULL;
2498
2499         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2500         return set;
2501 }
2502
2503 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2504  */
2505 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2506 {
2507         int i;
2508         struct isl_map *grown = NULL;
2509
2510         if (!map)
2511                 return NULL;
2512         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2513         if (map->n + n <= map->size)
2514                 return map;
2515         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2516         if (!grown)
2517                 goto error;
2518         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2519                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2520                 if (!grown->p[i])
2521                         goto error;
2522                 grown->n++;
2523         }
2524         isl_map_free(map);
2525         return grown;
2526 error:
2527         isl_map_free(grown);
2528         isl_map_free(map);
2529         return NULL;
2530 }
2531
2532 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2533  */
2534 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2535 {
2536         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2537 }
2538
2539 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2540 {
2541         int i;
2542         struct isl_set *dup;
2543
2544         if (!set)
2545                 return NULL;
2546
2547         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2548         if (!dup)
2549                 return NULL;
2550         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2551                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2552         return dup;
2553 }
2554
2555 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2556 {
2557         return isl_map_from_basic_map(bset);
2558 }
2559
2560 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2561 {
2562         struct isl_map *map;
2563
2564         if (!bmap)
2565                 return NULL;
2566
2567         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2568         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2569 }
2570
2571 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2572                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2573 {
2574         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2575                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2576 }
2577
2578 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2579 {
2580         int i;
2581
2582         if (!set)
2583                 return NULL;
2584
2585         if (--set->ref > 0)
2586                 return NULL;
2587
2588         isl_ctx_deref(set->ctx);
2589         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2590                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2591         isl_space_free(set->dim);
2592         free(set);
2593
2594         return NULL;
2595 }
2596
2597 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2598 {
2599         int i;
2600
2601         if (!set) {
2602                 fprintf(out, "null set\n");
2603                 return;
2604         }
2605
2606         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2607         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2608                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2609                         set->flags);
2610         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2611                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2612                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2613                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2614         }
2615 }
2616
2617 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2618 {
2619         int i;
2620
2621         if (!map) {
2622                 fprintf(out, "null map\n");
2623                 return;
2624         }
2625
2626         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2627         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2628                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2629                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2630                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2631         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2632                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2633                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2634                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2635         }
2636 }
2637
2638 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2639                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2640 {
2641         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2642
2643         if (!bmap || !bset)
2644                 goto error;
2645
2646         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2647                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2648
2649         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2650                 isl_assert(bset->ctx,
2651                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2652
2653         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2654         if (!bmap)
2655                 goto error;
2656         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2657                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2658         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2659         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2660
2661         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2662         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2663 error:
2664         isl_basic_map_free(bmap);
2665         isl_basic_set_free(bset);
2666         return NULL;
2667 }
2668
2669 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2670                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2671 {
2672         struct isl_basic_map *bmap_range;
2673
2674         if (!bmap || !bset)
2675                 goto error;
2676
2677         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2678                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2679
2680         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2681                 isl_assert(bset->ctx,
2682                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2683
2684         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2685                 isl_basic_set_free(bset);
2686                 return bmap;
2687         }
2688
2689         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2690         if (!bmap)
2691                 goto error;
2692         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2693                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2694         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2695         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2696
2697         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2698         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2699 error:
2700         isl_basic_map_free(bmap);
2701         isl_basic_set_free(bset);
2702         return NULL;
2703 }
2704
2705 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2706 {
2707         int i;
2708         unsigned total;
2709         isl_int s;
2710
2711         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2712         if (total != vec->size)
2713                 return -1;
2714
2715         isl_int_init(s);
2716
2717         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2718                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2719                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2720                         isl_int_clear(s);
2721                         return 0;
2722                 }
2723         }
2724
2725         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2726                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2727                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2728                         isl_int_clear(s);
2729                         return 0;
2730                 }
2731         }
2732
2733         isl_int_clear(s);
2734
2735         return 1;
2736 }
2737
2738 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2739 {
2740         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2741 }
2742
2743 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2744                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2745 {
2746         struct isl_vec *sample = NULL;
2747
2748         if (!bmap1 || !bmap2)
2749                 goto error;
2750
2751         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2752                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2753         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2754                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2755             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2756                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2757                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2758
2759         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2760                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2761                 isl_assert(bmap1->ctx,
2762                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2763
2764         if (bmap1->sample &&
2765             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2766             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2767                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2768         else if (bmap2->sample &&
2769             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2770             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2771                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2772
2773         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2774         if (!bmap1)
2775                 goto error;
2776         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2777                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2778         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2779
2780         if (!bmap1)
2781                 isl_vec_free(sample);
2782         else if (sample) {
2783                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2784                 bmap1->sample = sample;
2785         }
2786
2787         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2788         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2789 error:
2790         if (sample)
2791                 isl_vec_free(sample);
2792         isl_basic_map_free(bmap1);
2793         isl_basic_map_free(bmap2);
2794         return NULL;
2795 }
2796
2797 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2798                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2799 {
2800         return (struct isl_basic_set *)
2801                 isl_basic_map_intersect(
2802                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2803                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2804 }
2805
2806 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2807         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2808 {
2809         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2810 }
2811
2812 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2813  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2814  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2815  * added to the other map.
2816  */
2817 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2818         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2819 {
2820         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2821         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2822         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2823         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2824
2825         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2826                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2827
2828         isl_assert(map2->ctx,
2829                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2830
2831         map1 = isl_map_cow(map1);
2832         if (!map1)
2833                 goto error;
2834         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2835                 isl_map_free(map2);
2836                 return map1;
2837         }
2838         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2839         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2840                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2841         else
2842                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2843                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2844
2845         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2846         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2847         if (!map1->p[0])
2848                 goto error;
2849
2850         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2851                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2852                 map1->n = 0;
2853         }
2854
2855         isl_map_free(map2);
2856
2857         return map1;
2858 error:
2859         isl_map_free(map1);
2860         isl_map_free(map2);
2861         return NULL;
2862 }
2863
2864 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2865  * space as map1.
2866  */
2867 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2868         __isl_take isl_map *map2)
2869 {
2870         unsigned flags = 0;
2871         isl_map *result;
2872         int i, j;
2873
2874         if (!map1 || !map2)
2875                 goto error;
2876
2877         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2878              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2879             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2880                 isl_map_free(map2);
2881                 return map1;
2882         }
2883         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2884              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2885             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2886                 isl_map_free(map1);
2887                 return map2;
2888         }
2889
2890         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2891             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2892             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2893             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2894              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2895                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2896
2897         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2898                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2899                 isl_assert(map1->ctx,
2900                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2901
2902         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2903             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2904                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2905
2906         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2907                                 map1->n * map2->n, flags);
2908         if (!result)
2909                 goto error;
2910         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2911                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2912                         struct isl_basic_map *part;
2913                         part = isl_basic_map_intersect(
2914                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2915                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2916                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2917                                 part = isl_basic_map_free(part);
2918                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2919                         if (!result)
2920                                 goto error;
2921                 }
2922         isl_map_free(map1);
2923         isl_map_free(map2);
2924         return result;
2925 error:
2926         isl_map_free(map1);
2927         isl_map_free(map2);
2928         return NULL;
2929 }
2930
2931 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2932         __isl_take isl_map *map2)
2933 {
2934         if (!map1 || !map2)
2935                 goto error;
2936         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2937                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2938                         "spaces don't match", goto error);
2939         return map_intersect_internal(map1, map2);
2940 error:
2941         isl_map_free(map1);
2942         isl_map_free(map2);
2943         return NULL;
2944 }
2945
2946 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2947         __isl_take isl_map *map2)
2948 {
2949         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2950 }
2951
2952 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2953 {
2954         return (struct isl_set *)
2955                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2956                                   (struct isl_map *)set2);
2957 }
2958
2959 /* map_intersect_internal accepts intersections
2960  * with parameter domains, so we can just call that function.
2961  */
2962 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2963                 __isl_take isl_set *params)
2964 {
2965         return map_intersect_internal(map, params);
2966 }
2967
2968 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2969         __isl_take isl_map *map2)
2970 {
2971         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2972 }
2973
2974 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2975                 __isl_take isl_set *params)
2976 {
2977         return isl_map_intersect_params(set, params);
2978 }
2979
2980 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2981 {
2982         isl_space *dim;
2983         struct isl_basic_set *bset;
2984         unsigned in;
2985
2986         if (!bmap)
2987                 return NULL;
2988         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2989         if (!bmap)
2990                 return NULL;
2991         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2992         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2993         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2994         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2995         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2996 }
2997
2998 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2999         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3000 {
3001         isl_space *space;
3002
3003         if (!bmap)
3004                 return NULL;
3005         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3006                 return bmap;
3007
3008         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3009         space = isl_space_reset(space, type);
3010         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3011         return bmap;
3012 }
3013
3014 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3015         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3016         unsigned pos, unsigned n)
3017 {
3018         isl_space *res_dim;
3019         struct isl_basic_map *res;
3020         struct isl_dim_map *dim_map;
3021         unsigned total, off;
3022         enum isl_dim_type t;
3023
3024         if (n == 0)
3025                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3026
3027         if (!bmap)
3028                 return NULL;
3029
3030         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3031
3032         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3033         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3034         off = 0;
3035         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3036                 if (t != type) {
3037                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3038                 } else {
3039                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3040                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3041                                                 0, pos, off);
3042                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3043                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3044                 }
3045                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3046         }
3047         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3048
3049         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3050                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3051         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3052                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3053         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3054                 isl_basic_map_free(bmap);
3055                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3056         }
3057         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3058         return isl_basic_map_finalize(res);
3059 }
3060
3061 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3062         __isl_take isl_basic_set *bset,
3063         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3064 {
3065         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3066 }
3067
3068 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3069                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3070 {
3071         if (!bmap)
3072                 return NULL;
3073         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3074                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3075 }
3076
3077 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3078                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3079 {
3080         if (!bset)
3081                 return NULL;
3082         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3083         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3084 error:
3085         isl_basic_set_free(bset);
3086         return NULL;
3087 }
3088
3089 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3090         enum isl_dim_type type)
3091 {
3092         isl_space *space;
3093
3094         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3095                 return map;
3096
3097         space = isl_map_get_space(map);
3098         space = isl_space_reset(space, type);
3099         map = isl_map_reset_space(map, space);
3100         return map;
3101 }
3102
3103 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3104                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3105 {
3106         int i;
3107
3108         if (n == 0)
3109                 return map_space_reset(map, type);
3110
3111         map = isl_map_cow(map);
3112         if (!map)
3113                 return NULL;
3114
3115         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3116         if (!map->dim)
3117                 goto error;
3118
3119         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3120                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3121                 if (!map->p[i])
3122                         goto error;
3123         }
3124
3125         return map;
3126 error:
3127         isl_map_free(map);
3128         return NULL;
3129 }
3130
3131 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3132                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3133 {
3134         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3135 }
3136
3137 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3138                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3139 {
3140         if (!map)
3141                 return NULL;
3142         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3143 }
3144
3145 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3146                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3147 {
3148         if (!set)
3149                 return NULL;
3150         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3151         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3152 error:
3153         isl_set_free(set);
3154         return NULL;
3155 }
3156
3157 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3158         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3159         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3160         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3161 {
3162         struct isl_dim_map *dim_map;
3163         struct isl_basic_map *res;
3164         enum isl_dim_type t;
3165         unsigned total, off;
3166
3167         if (!bmap)
3168                 return NULL;
3169         if (n == 0)
3170                 return bmap;
3171
3172         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3173                 goto error);
3174
3175         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3176                 return bmap;
3177
3178         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3179
3180         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3181             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3182                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3183                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3184                 if (!bmap)
3185                         return NULL;
3186
3187                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3188                                                 src_type, src_pos, n);
3189                 if (!bmap->dim)
3190                         goto error;
3191
3192                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3193
3194                 return bmap;
3195         }
3196
3197         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3198         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3199
3200         off = 0;
3201         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3202                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3203                 if (t == dst_type) {
3204                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3205                                             0, dst_pos, off);
3206                         off += dst_pos;
3207                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3208                                             src_pos, n, off);
3209                         off += n;
3210                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3211                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3212                         off += size - dst_pos;
3213                 } else if (t == src_type) {
3214                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3215                                             0, src_pos, off);
3216                         off += src_pos;
3217                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3218                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3219                         off += size - src_pos - n;
3220                 } else {
3221                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3222                         off += size;
3223                 }
3224         }
3225         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3226
3227         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3228                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3229         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3230         if (!bmap)
3231                 goto error;
3232
3233         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3234                                         src_type, src_pos, n);
3235         if (!bmap->dim)
3236                 goto error;
3237
3238         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3239         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3240         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3241
3242         return bmap;
3243 error:
3244         isl_basic_map_free(bmap);
3245         return NULL;
3246 }
3247
3248 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3249         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3250         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3251 {
3252         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3253                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3254 }
3255
3256 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3257         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3258         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3259 {
3260         if (!set)
3261                 return NULL;
3262         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3263         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3264                                         src_type, src_pos, n);
3265 error:
3266         isl_set_free(set);
3267         return NULL;
3268 }
3269
3270 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3271         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3272         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3273 {
3274         int i;
3275
3276         if (!map)
3277                 return NULL;
3278         if (n == 0)
3279                 return map;
3280
3281         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3282                 goto error);
3283
3284         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3285                 return map;
3286
3287         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3288
3289         map = isl_map_cow(map);
3290         if (!map)
3291                 return NULL;
3292
3293         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3294         if (!map->dim)
3295                 goto error;
3296
3297         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3298                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3299                                                 dst_type, dst_pos,
3300                                                 src_type, src_pos, n);
3301                 if (!map->p[i])
3302                         goto error;
3303         }
3304
3305         return map;
3306 error:
3307         isl_map_free(map);
3308         return NULL;
3309 }
3310
3311 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3312  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3313  * That's the responsibility of the caller.
3314  */
3315 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3316         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3317 {
3318         struct isl_dim_map *dim_map;
3319         struct isl_basic_map *res;
3320         enum isl_dim_type t;
3321         unsigned total, off;
3322
3323         if (!bmap)
3324                 return NULL;
3325         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3326                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3327                 return bmap;
3328
3329         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3330         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3331
3332         off = 0;
3333         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3334                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3335                 if (t == type) {
3336                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3337                                             0, first, off);
3338                         off += first;
3339                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3340                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3341                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3342                                             first + n, size - (first + n), off);
3343                         off += size - (first + n);
3344                 } else {
3345                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3346                         off += size;
3347                 }
3348         }
3349         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3350
3351         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3352                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3353         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3354         return res;
3355 }
3356
3357 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3358  * into existentially quantified variables.
3359  */
3360 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3361                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3362                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3363 {
3364         int i;
3365         size_t row_size;
3366         isl_int **new_div;
3367         isl_int *old;
3368
3369         if (n == 0)
3370                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3371
3372         if (!bmap)
3373                 return NULL;
3374
3375         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3376                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3377
3378         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3379                         goto error);
3380
3381         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3382         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3383         if (!bmap)
3384                 return NULL;
3385
3386         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3387         old = bmap->block2.data;
3388         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3389                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3390         if (!bmap->block2.data)
3391                 goto error;
3392         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3393         if (!new_div)
3394                 goto error;
3395         for (i = 0; i < n; ++i) {
3396                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3397                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3398                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3399         }
3400         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3401                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3402         free(bmap->div);
3403         bmap->div = new_div;
3404         bmap->n_div += n;
3405         bmap->extra += n;
3406
3407         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3408         if (!bmap->dim)
3409                 goto error;
3410         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3411         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3412         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3413 error:
3414         isl_basic_map_free(bmap);
3415         return NULL;
3416 }
3417
3418 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3419  * into existentially quantified variables.
3420  */
3421 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3422                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3423 {
3424         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3425                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3426 }
3427
3428 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3429  * into existentially quantified variables.
3430  */
3431 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3432                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3433 {
3434         int i;
3435
3436         if (!map)
3437                 return NULL;
3438
3439         if (n == 0)
3440                 return map_space_reset(map, type);
3441
3442         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3443
3444         map = isl_map_cow(map);
3445         if (!map)
3446                 return NULL;
3447
3448         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3449         if (!map->dim)
3450                 goto error;
3451
3452         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3453                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3454                 if (!map->p[i])
3455                         goto error;
3456         }
3457
3458         return map;
3459 error:
3460         isl_map_free(map);
3461         return NULL;
3462 }
3463
3464 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3465  * into existentially quantified variables.
3466  */
3467 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3468                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3469 {
3470         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3471 }
3472
3473 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3474 {
3475         int i, j;
3476
3477         for (i = 0; i < n; ++i) {
3478                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3479                 if (j < 0)
3480                         goto error;
3481                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3482         }
3483         return bmap;
3484 error:
3485         isl_basic_map_free(bmap);
3486         return NULL;
3487 }
3488
3489 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3490                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3491 {
3492         isl_space *dim_result = NULL;
3493         struct isl_basic_map *bmap;
3494         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3495         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3496
3497         if (!bmap1 || !bmap2)
3498                 goto error;
3499
3500         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3501                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3502
3503         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3504         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3505         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3506         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3507
3508         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3509         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3510         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3511         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3512         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3513         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3514         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3515         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3516         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3517         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3518         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3519
3520         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3521                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3522                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3523                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3524         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3525         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3526         bmap = add_divs(bmap, n);
3527         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3528         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3529         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3530 error:
3531         isl_basic_map_free(bmap1);
3532         isl_basic_map_free(bmap2);
3533         return NULL;
3534 }
3535
3536 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3537                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3538 {
3539         if (!bset || !bmap)
3540                 goto error;
3541
3542         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3543                     goto error);
3544
3545         return (struct isl_basic_set *)
3546                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3547 error:
3548         isl_basic_set_free(bset);
3549         isl_basic_map_free(bmap);
3550         return NULL;
3551 }
3552
3553 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3554                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3555 {
3556         if (!bmap1 || !bmap2)
3557                 goto error;
3558
3559         isl_assert(bmap1->ctx,
3560             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3561         isl_assert(bmap1->ctx,
3562             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3563             goto error);
3564
3565         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3566         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3567         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3568 error:
3569         isl_basic_map_free(bmap1);
3570         isl_basic_map_free(bmap2);
3571         return NULL;
3572 }
3573
3574 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3575  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3576  */
3577 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3578                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3579 {
3580         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3581         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3582         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3583         int i;
3584
3585         if (!bmap1 || !bmap2)
3586                 goto error;
3587
3588         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3589                 goto error);
3590
3591         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3592         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3593         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3594
3595         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3596         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3597         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3598         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3599         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3600         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3601         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3602         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3603         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3604         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3605         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3606
3607         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3608                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3609                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3610                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3611         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3612                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3613                 if (j < 0)
3614                         goto error;
3615                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3616                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3617                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3618                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3619         }
3620         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3621         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3622         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3623
3624         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3625         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3626 error:
3627         isl_basic_map_free(bmap);
3628         isl_basic_map_free(bmap1);
3629         isl_basic_map_free(bmap2);
3630         return NULL;
3631 }
3632
3633 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3634  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3635  */
3636 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3637 {
3638         struct isl_map *result;
3639         int i, j;
3640
3641         if (!map1 || !map2)
3642                 goto error;
3643
3644         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3645
3646         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3647                                 map1->n * map2->n, 0);
3648         if (!result)
3649                 goto error;
3650         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3651                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3652                         struct isl_basic_map *part;
3653                         part = isl_basic_map_sum(
3654                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3655                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3656                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3657                                 isl_basic_map_free(part);
3658                         else
3659                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3660                         if (!result)
3661                                 goto error;
3662                 }
3663         isl_map_free(map1);
3664         isl_map_free(map2);
3665         return result;
3666 error:
3667         isl_map_free(map1);
3668         isl_map_free(map2);
3669         return NULL;
3670 }
3671
3672 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3673         __isl_take isl_set *set2)
3674 {
3675         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3676 }
3677
3678 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3679  */
3680 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3681 {
3682         int i, j;
3683         unsigned off, n;
3684
3685         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3686         if (!bmap)
3687                 return NULL;
3688
3689         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3690         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3691         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3692                 for (j = 0; j < n; ++j)
3693                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3694         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3695                 for (j = 0; j < n; ++j)
3696                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3697         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3698                 for (j = 0; j < n; ++j)
3699                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3700         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3701         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3702 }
3703
3704 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3705 {
3706         return isl_basic_map_neg(bset);
3707 }
3708
3709 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3710  */
3711 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3712 {
3713         int i;
3714
3715         map = isl_map_cow(map);
3716         if (!map)
3717                 return NULL;
3718
3719         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3720                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3721                 if (!map->p[i])
3722                         goto error;
3723         }
3724
3725         return map;
3726 error:
3727         isl_map_free(map);
3728         return NULL;
3729 }
3730
3731 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3732 {
3733         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3734 }
3735
3736 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3737  * A -> floor(f(A)/d).
3738  */
3739 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3740                 isl_int d)
3741 {
3742         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3743         struct isl_basic_map *result = NULL;
3744         struct isl_dim_map *dim_map;
3745         int i;
3746
3747         if (!bmap)
3748                 return NULL;
3749
3750         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3751         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3752         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3753
3754         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3755         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3756         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3757         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3758         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3759         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3760
3761         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3762                         bmap->n_div + n_out,
3763                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3764         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3765         result = add_divs(result, n_out);
3766         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3767                 int j;
3768                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3769                 if (j < 0)
3770                         goto error;
3771                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3772                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3773                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3774                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3775                 if (j < 0)
3776                         goto error;
3777                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3778                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3779                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3780                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3781         }
3782
3783         result = isl_basic_map_simplify(result);
3784         return isl_basic_map_finalize(result);
3785 error:
3786         isl_basic_map_free(result);
3787         return NULL;
3788 }
3789
3790 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3791  * A -> floor(f(A)/d).
3792  */
3793 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3794 {
3795         int i;
3796
3797         map = isl_map_cow(map);
3798         if (!map)
3799                 return NULL;
3800
3801         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3802         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3803         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3804                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3805                 if (!map->p[i])
3806                         goto error;
3807         }
3808
3809         return map;
3810 error:
3811         isl_map_free(map);
3812         return NULL;
3813 }
3814
3815 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3816 {
3817         int i;
3818         unsigned nparam;
3819         unsigned n_in;
3820
3821         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3822         if (i < 0)
3823                 goto error;
3824         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3825         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3826         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3827         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3828         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3829         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3830 error:
3831         isl_basic_map_free(bmap);
3832         return NULL;
3833 }
3834
3835 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3836  */
3837 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3838 {
3839         int i;
3840         unsigned nparam;
3841         unsigned n_in;
3842
3843         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3844         if (i < 0)
3845                 goto error;
3846         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3847         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3848         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3849         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3850         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3851         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3852         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3853 error:
3854         isl_basic_map_free(bmap);
3855         return NULL;
3856 }
3857
3858 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3859  */
3860 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3861         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3862 {
3863         int i;
3864         unsigned nparam;
3865         unsigned n_in;
3866
3867         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3868         if (i < 0)
3869                 goto error;
3870         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3871         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3872         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3873         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3874         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3875         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3876 error:
3877         isl_basic_map_free(bmap);
3878         return NULL;
3879 }
3880
3881 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3882  */
3883 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3884 {
3885         int i;
3886         unsigned nparam;
3887         unsigned n_in;
3888
3889         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3890         if (i < 0)
3891                 goto error;
3892         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3893         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3894         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3895         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3896         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3897         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3898         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3899 error:
3900         isl_basic_map_free(bmap);
3901         return NULL;
3902 }
3903
3904 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3905  */
3906 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3907         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3908 {
3909         int i;
3910         unsigned nparam;
3911         unsigned n_in;
3912
3913         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3914         if (i < 0)
3915                 goto error;
3916         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3917         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3918         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3919         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3920         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3921         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3922 error:
3923         isl_basic_map_free(bmap);
3924         return NULL;
3925 }
3926
3927 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3928         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3929 {
3930         int i;
3931         struct isl_basic_map *bmap;
3932         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3933         if (!bmap)
3934                 return NULL;
3935         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3936                 bmap = var_equal(bmap, i);
3937         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3938 }
3939
3940 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3941  */
3942 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3943         unsigned pos)
3944 {
3945         int i;
3946         struct isl_basic_map *bmap;
3947         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3948         if (!bmap)
3949                 return NULL;
3950         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3951                 bmap = var_equal(bmap, i);
3952         if (bmap)
3953                 bmap = var_less(bmap, pos);
3954         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3955 }
3956
3957 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3958  */
3959 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3960         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3961 {
3962         int i;
3963         isl_basic_map *bmap;
3964
3965         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3966         for (i = 0; i < pos; ++i)
3967                 bmap = var_equal(bmap, i);
3968         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3969         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3970 }
3971
3972 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3973  */
3974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3975         unsigned pos)
3976 {
3977         int i;
3978         struct isl_basic_map *bmap;
3979         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3980         if (!bmap)
3981                 return NULL;
3982         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3983                 bmap = var_equal(bmap, i);
3984         if (bmap)
3985                 bmap = var_more(bmap, pos);
3986         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3987 }
3988
3989 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3990  */
3991 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3992         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3993 {
3994         int i;
3995         isl_basic_map *bmap;
3996
3997         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3998         for (i = 0; i < pos; ++i)
3999                 bmap = var_equal(bmap, i);
4000         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4001         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4002 }
4003
4004 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4005         unsigned n, int equal)
4006 {
4007         struct isl_map *map;
4008         int i;
4009
4010         if (n == 0 && equal)
4011                 return isl_map_universe(dims);
4012
4013         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4014
4015         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4016                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4017                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4018         if (n > 0) {
4019                 if (equal)
4020                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4021                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4022                 else
4023                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4024                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4025         } else
4026                 isl_space_free(dims);
4027
4028         return map;
4029 }
4030
4031 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4032 {
4033         if (!dims)
4034                 return NULL;
4035         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4036 }
4037
4038 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4039 {
4040         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4041 }
4042
4043 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4044 {
4045         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4046 }
4047
4048 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4049 {
4050         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4051 }
4052
4053 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4054 {
4055         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4056 }
4057
4058 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4059         unsigned n, int equal)
4060 {
4061         struct isl_map *map;
4062         int i;
4063
4064         if (n == 0 && equal)
4065                 return isl_map_universe(dims);
4066
4067         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4068
4069         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4070                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4071                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4072         if (n > 0) {
4073                 if (equal)
4074                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4075                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4076                 else
4077                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4078                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4079         } else
4080                 isl_space_free(dims);
4081
4082         return map;
4083 }
4084
4085 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4086 {
4087         if (!dims)
4088                 return NULL;
4089         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4090 }
4091
4092 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4093 {
4094         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4095 }
4096
4097 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4098 {
4099         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4100 }
4101
4102 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4103 {
4104         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4105 }
4106
4107 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4108 {
4109         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4110 }
4111
4112 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4113         __isl_take isl_set *set2)
4114 {
4115         isl_map *map;
4116         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4117         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4118         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4119         return map;
4120 }
4121
4122 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4123         __isl_take isl_set *set2)
4124 {
4125         isl_map *map;
4126         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4127         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4128         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4129         return map;
4130 }
4131
4132 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4133         __isl_take isl_set *set2)
4134 {
4135         isl_map *map;
4136         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4137         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4138         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4139         return map;
4140 }
4141
4142 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4143         __isl_take isl_set *set2)
4144 {
4145         isl_map *map;
4146         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4147         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4148         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4149         return map;
4150 }
4151
4152 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4153         __isl_take isl_map *map2)
4154 {
4155         isl_map *map;
4156         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4157         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4158         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4159         return map;
4160 }
4161
4162 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4163         __isl_take isl_map *map2)
4164 {
4165         isl_map *map;
4166         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4167         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4168         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4169         return map;
4170 }
4171
4172 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4173         __isl_take isl_map *map2)
4174 {
4175         isl_map *map;
4176         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4177         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4178         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4179         return map;
4180 }
4181
4182 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4183         __isl_take isl_map *map2)
4184 {
4185         isl_map *map;
4186         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4187         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4188         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4189         return map;
4190 }
4191
4192 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4193         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4194 {
4195         struct isl_basic_map *bmap;
4196
4197         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4198         if (!bset || !dim)
4199                 goto error;
4200
4201         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4202         isl_space_free(bset->dim);
4203         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4204         bmap->dim = dim;
4205         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4206 error:
4207         isl_basic_set_free(bset);
4208         isl_space_free(dim);
4209         return NULL;
4210 }
4211
4212 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4213 {
4214         if (!bmap)
4215                 goto error;
4216         if (bmap->dim->n_in == 0)
4217                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4218         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4219         if (!bmap)
4220                 goto error;
4221         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4222         if (!bmap->dim)
4223                 goto error;
4224         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4225         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4226 error:
4227         isl_basic_map_free(bmap);
4228         return NULL;
4229 }
4230
4231 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4232  *
4233  *              f - m d >= 0
4234  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4235  *
4236  * Note that the second constraint is the negation of
4237  *
4238  *              f - m d >= n
4239  */
4240 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4241         unsigned pos, isl_int *div)
4242 {
4243         int i, j;
4244         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4245
4246         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4247         if (i < 0)
4248                 return -1;
4249         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4250         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4251
4252         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4253         if (j < 0)
4254                 return -1;
4255         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4256         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4257         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4258         return j;
4259 }
4260
4261 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4262         unsigned pos, isl_int *div)
4263 {
4264         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4265                                                         pos, div);
4266 }
4267
4268 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4269 {
4270         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4271         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4272
4273         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4274                                                         bmap->div[div]);
4275 }
4276
4277 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4278 {
4279         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4280 }
4281
4282 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4283                 struct isl_basic_map *bmap)
4284 {
4285         if (!bmap)
4286                 goto error;
4287         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4288             bmap->n_div == 0 &&
4289             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4290             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4291                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4292         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4293         if (!bmap)
4294                 goto error;
4295         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4296         if (!bmap->dim)
4297                 goto error;
4298         bmap->extra -= bmap->n_div;
4299         bmap->n_div = 0;
4300         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4301         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4302 error:
4303         isl_basic_map_free(bmap);
4304         return NULL;
4305 }
4306
4307 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4308                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4309 {
4310         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4311 }
4312
4313 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4314         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4315 {
4316         struct isl_basic_map *bmap;
4317         struct isl_ctx *ctx;
4318         unsigned total;
4319         int i;
4320
4321         if (!bset || !like)
4322                 goto error;
4323         ctx = bset->ctx;
4324         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4325         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4326         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4327                         goto error);
4328         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4329                 isl_basic_map_free(like);
4330                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4331         }
4332         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4333         if (!bset)
4334                 goto error;
4335         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4336         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4337         isl_space_free(bmap->dim);
4338         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4339         if (!bmap->dim)
4340                 goto error;
4341         bmap->n_div = like->n_div;
4342         bmap->extra += like->n_div;
4343         if (bmap->extra) {
4344                 unsigned ltotal;
4345                 isl_int **div;
4346                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4347                 if (ltotal > total)
4348                         ltotal = total;
4349                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4350                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4351                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4352                         goto error;
4353                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4354                 if (!div)
4355                         goto error;
4356                 bmap->div = div;
4357                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4358                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4359                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4360                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4361                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4362                 }
4363                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4364                                                         0, 2 * like->n_div);
4365                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4366                         if (!bmap)
4367                                 break;
4368                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4369                                 continue;
4370                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4371                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4372                 }
4373         }
4374         isl_basic_map_free(like);
4375         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4376         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4377         return bmap;
4378 error:
4379         isl_basic_map_free(like);
4380         isl_basic_set_free(bset);
4381         return NULL;
4382 }
4383
4384 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4385         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4386 {
4387         return (struct isl_basic_set *)
4388                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4389 }
4390
4391 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4392         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4393 {
4394         int i;
4395
4396         if (!set || !like)
4397                 goto error;
4398         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4399                     goto error);
4400         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4401                 isl_basic_set_free(like);
4402                 return set;
4403         }
4404         set = isl_set_cow(set);
4405         if (!set)
4406                 goto error;
4407         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4408                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4409                                                       isl_basic_set_copy(like));
4410                 if (!set->p[i])
4411                         goto error;
4412         }
4413         isl_space_free(set->dim);
4414         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4415         if (!set->dim)
4416                 goto error;
4417         isl_basic_set_free(like);
4418         return set;
4419 error:
4420         isl_basic_set_free(like);
4421         isl_set_free(set);
4422         return NULL;
4423 }
4424
4425 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4426 {
4427         int i;
4428
4429         map = isl_map_cow(map);
4430         if (!map)
4431                 return NULL;
4432         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4433         if (!map->dim)
4434                 goto error;
4435
4436         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4437                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4438                                 goto error);
4439         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4440                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4441                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4442                 if (!map->p[i])
4443                         goto error;
4444         }
4445         if (map->n == 0)
4446                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4447         else {
4448                 isl_space_free(map->dim);
4449                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4450         }
4451         if (!map->dim)
4452                 goto error;
4453         return (struct isl_set *)map;
4454 error:
4455         isl_map_free(map);
4456         return NULL;
4457 }
4458
4459 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4460 {
4461         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4462 }
4463
4464 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4465         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4466 {
4467         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4468         if (!bmap || !dim)
4469                 goto error;
4470
4471         isl_space_free(bmap->dim);
4472         bmap->dim = dim;
4473
4474         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4475
4476         return bmap;
4477 error:
4478         isl_basic_map_free(bmap);
4479         isl_space_free(dim);
4480         return NULL;
4481 }
4482
4483 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4484         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4485 {
4486         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4487                                                         dim);
4488 }
4489
4490 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4491         __isl_take isl_space *dim)
4492 {
4493         int i;
4494
4495         map = isl_map_cow(map);
4496         if (!map || !dim)
4497                 goto error;
4498
4499         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4500                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4501                                                     isl_space_copy(dim));
4502                 if (!map->p[i])
4503                         goto error;
4504         }
4505         isl_space_free(map->dim);
4506         map->dim = dim;
4507
4508         return map;
4509 error:
4510         isl_map_free(map);
4511         isl_space_free(dim);
4512         return NULL;
4513 }
4514
4515 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4516         __isl_take isl_space *dim)
4517 {
4518         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4519 }
4520
4521 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4522  */
4523 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4524 {
4525         isl_space *space;
4526         unsigned n;
4527
4528         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4529                 return bset;
4530
4531         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4532         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4533         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4534         space = isl_space_params(space);
4535         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4536         return bset;
4537 }
4538
4539 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4540  */
4541 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4542         __isl_take isl_basic_set *bset)
4543 {
4544         isl_space *space;
4545         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4546         space = isl_space_set_from_params(space);
4547         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4548         return bset;
4549 }
4550
4551 /* Compute the parameter domain of the given set.
4552  */
4553 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4554 {
4555         isl_space *space;
4556         unsigned n;
4557
4558         if (isl_set_is_params(set))
4559                 return set;
4560
4561         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4562         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4563         space = isl_set_get_space(set);
4564         space = isl_space_params(space);
4565         set = isl_set_reset_space(set, space);
4566         return set;
4567 }
4568
4569 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4570  */
4571 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4572 {
4573         isl_space *space;
4574         space = isl_set_get_space(set);
4575         space = isl_space_set_from_params(space);
4576         set = isl_set_reset_space(set, space);
4577         return set;
4578 }
4579
4580 /* Compute the parameter domain of the given map.
4581  */
4582 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4583 {
4584         isl_space *space;
4585         unsigned n;
4586
4587         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4588         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4589         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4590         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4591         space = isl_map_get_space(map);
4592         space = isl_space_params(space);
4593         map = isl_map_reset_space(map, space);
4594         return map;
4595 }
4596
4597 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4598 {
4599         isl_space *dim;
4600         struct isl_basic_set *domain;
4601         unsigned n_in;
4602         unsigned n_out;
4603
4604         if (!bmap)
4605                 return NULL;
4606         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4607
4608         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4609         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4610         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4611         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4612
4613         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4614
4615         return domain;
4616 }
4617
4618 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4619 {
4620         if (!bmap)
4621                 return -1;
4622         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4623 }
4624
4625 /* Is this basic map actually a set?
4626  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4627  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4628  */
4629 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4630 {
4631         if (!bmap)
4632                 return -1;
4633         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4634 }
4635
4636 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4637 {
4638         if (!bmap)
4639                 return NULL;
4640         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4641                 return bmap;
4642         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4643 }
4644
4645 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4646         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4647 {
4648         int i, k;
4649         isl_space *dim;
4650         isl_basic_map *domain;
4651         int nparam, n_in, n_out;
4652         unsigned total;
4653
4654         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4655         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4656         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4657
4658         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4659         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4660
4661         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4662         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4663         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4664
4665         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4666
4667         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4668                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4669                 if (k < 0)
4670                         goto error;
4671                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4672                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4673                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4674         }
4675
4676         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4677         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4678 error:
4679         isl_basic_map_free(bmap);
4680         return NULL;
4681 }
4682
4683 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4684         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4685 {
4686         int i, k;
4687         isl_space *dim;
4688         isl_basic_map *range;
4689         int nparam, n_in, n_out;
4690         unsigned total;
4691
4692         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4693         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4694         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4695
4696         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4697         range = isl_basic_map_universe(dim);
4698
4699         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4700         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4701         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4702
4703         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4704
4705         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4706                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4707                 if (k < 0)
4708                         goto error;
4709                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4710                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4711                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4712         }
4713
4714         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4715         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4716 error:
4717         isl_basic_map_free(bmap);
4718         return NULL;
4719 }
4720
4721 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4722 {
4723         if (!map)
4724                 return -1;
4725         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4726 }
4727
4728 /* Is this map actually a set?
4729  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4730  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4731  */
4732 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4733 {
4734         if (!map)
4735                 return -1;
4736         return isl_space_is_set(map->dim);
4737 }
4738
4739 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4740 {
4741         int i;
4742         struct isl_set *set;
4743
4744         if (!map)
4745                 goto error;
4746         if (isl_map_is_set(map))
4747                 return (isl_set *)map;
4748
4749         map = isl_map_cow(map);
4750         if (!map)
4751                 goto error;
4752
4753         set = (struct isl_set *) map;
4754         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4755         if (!set->dim)
4756                 goto error;
4757         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4758                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4759                 if (!set->p[i])
4760                         goto error;
4761         }
4762         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4763         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4764         return set;
4765 error:
4766         isl_map_free(map);
4767         return NULL;
4768 }
4769
4770 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4771 {
4772         int i;
4773         isl_space *domain_dim;
4774
4775         map = isl_map_cow(map);
4776         if (!map)
4777                 return NULL;
4778
4779         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4780         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4781         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4782         if (!map->dim)
4783                 goto error;
4784         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4785                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4786                 if (!map->p[i])
4787                         goto error;
4788         }
4789         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4790         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4791         return map;
4792 error:
4793         isl_map_free(map);
4794         return NULL;
4795 }
4796
4797 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4798 {
4799         int i;
4800         isl_space *range_dim;
4801
4802         map = isl_map_cow(map);
4803         if (!map)
4804                 return NULL;
4805
4806         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4807         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4808         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4809         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4810         if (!map->dim)
4811                 goto error;
4812         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4813                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4814                 if (!map->p[i])
4815                         goto error;
4816         }
4817         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4818         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4819         return map;
4820 error:
4821         isl_map_free(map);
4822         return NULL;
4823 }
4824
4825 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4826         __isl_take isl_space *dim)
4827 {
4828         int i;
4829         struct isl_map *map = NULL;
4830
4831         set = isl_set_cow(set);
4832         if (!set || !dim)
4833                 goto error;
4834         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4835         map = (struct isl_map *)set;
4836         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4837                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4838                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4839                 if (!map->p[i])
4840                         goto error;
4841         }
4842         isl_space_free(map->dim);
4843         map->dim = dim;
4844         return map;
4845 error:
4846         isl_space_free(dim);
4847         isl_set_free(set);
4848         return NULL;
4849 }
4850
4851 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4852         __isl_take isl_basic_set *bset)
4853 {
4854         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4855 }
4856
4857 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4858         __isl_take isl_basic_set *bset)
4859 {
4860         isl_space *space;
4861         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4862         space = isl_space_from_range(space);
4863         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4864         return (isl_basic_map *)bset;
4865 }
4866
4867 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4868 {
4869         isl_space *space;
4870         space = isl_set_get_space(set);
4871         space = isl_space_from_range(space);
4872         set = isl_set_reset_space(set, space);
4873         return (struct isl_map *)set;
4874 }
4875
4876 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4877 {
4878         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4879 }
4880
4881 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4882         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4883 {
4884         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4885 }
4886
4887 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4888         __isl_take isl_set *range)
4889 {
4890         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4891 }
4892
4893 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4894 {
4895         int i;
4896         struct isl_set *set = NULL;
4897
4898         if (!map)
4899                 return NULL;
4900         map = isl_map_cow(map);
4901         if (!map)
4902                 return NULL;
4903         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4904         if (!map->dim)
4905                 goto error;
4906         set = (struct isl_set *)map;
4907         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4908                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4909                 if (!set->p[i])
4910                         goto error;
4911         }
4912         return set;
4913 error:
4914         isl_map_free(map);
4915         return NULL;
4916 }
4917
4918 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4919         unsigned flags)
4920 {
4921         struct isl_map *map;
4922
4923         if (!dim)
4924                 return NULL;
4925         if (n < 0)
4926                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4927                         "negative number of basic maps", goto error);
4928         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4929                         sizeof(struct isl_map) +
4930                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4931         if (!map)
4932                 goto error;
4933
4934         map->ctx = dim->ctx;
4935         isl_ctx_ref(map->ctx);
4936         map->ref = 1;
4937         map->size = n;
4938         map->n = 0;
4939         map->dim = dim;
4940         map->flags = flags;
4941         return map;
4942 error:
4943         isl_space_free(dim);
4944         return NULL;
4945 }
4946
4947 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4948                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4949                 unsigned flags)
4950 {
4951         struct isl_map *map;
4952         isl_space *dims;
4953
4954         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4955         if (!dims)
4956                 return NULL;
4957
4958         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4959         return map;
4960 }
4961
4962 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4963 {
4964         struct isl_basic_map *bmap;
4965         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4966         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4967         return bmap;
4968 }
4969
4970 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4971 {
4972         struct isl_basic_set *bset;
4973         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4974         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4975         return bset;
4976 }
4977
4978 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4979 {
4980         struct isl_basic_map *bmap;
4981         if (!model)
4982                 return NULL;
4983         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4984         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4985         return bmap;
4986 }
4987
4988 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4989 {
4990         struct isl_basic_map *bmap;
4991         if (!model)
4992                 return NULL;
4993         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4994         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4995         return bmap;
4996 }
4997
4998 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4999 {
5000         struct isl_basic_set *bset;
5001         if (!model)
5002                 return NULL;
5003         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5004         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5005         return bset;
5006 }
5007
5008 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5009 {
5010         struct isl_basic_map *bmap;
5011         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5012         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5013         return bmap;
5014 }
5015
5016 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5017 {
5018         struct isl_basic_set *bset;
5019         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5020         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5021         return bset;
5022 }
5023
5024 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5025 {
5026         int i;
5027         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5028         isl_basic_map *bmap;
5029
5030         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5031         for (i = 0; i < total; ++i) {
5032                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5033                 if (k < 0)
5034                         goto error;
5035                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5036                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5037         }
5038         return bmap;
5039 error:
5040         isl_basic_map_free(bmap);
5041         return NULL;
5042 }
5043
5044 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5045 {
5046         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5047 }
5048
5049 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5050 {
5051         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5052 }
5053
5054 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5055 {
5056         return isl_map_nat_universe(dim);
5057 }
5058
5059 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5060                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5061 {
5062         if (!model)
5063                 return NULL;
5064         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5065 }
5066
5067 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5068 {
5069         if (!model)
5070                 return NULL;
5071         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5072 }
5073
5074 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5075         __isl_keep isl_set *model)
5076 {
5077         if (!model)
5078                 return NULL;
5079         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5080 }
5081
5082 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5083 {
5084         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5085 }
5086
5087 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_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 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5095 {
5096         if (!model)
5097                 return NULL;
5098         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5099 }
5100
5101 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5102 {
5103         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5104 }
5105
5106 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5107 {
5108         if (!model)
5109                 return NULL;
5110         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5111 }
5112
5113 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5114 {
5115         struct isl_map *map;
5116         if (!dim)
5117                 return NULL;
5118         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5119         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5120         return map;
5121 }
5122
5123 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5124 {
5125         struct isl_set *set;
5126         if (!dim)
5127                 return NULL;
5128         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5129         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5130         return set;
5131 }
5132
5133 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5134 {
5135         if (!model)
5136                 return NULL;
5137         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5138 }
5139
5140 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5141 {
5142         int i;
5143         struct isl_map *dup;
5144
5145         if (!map)
5146                 return NULL;
5147         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5148         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5149                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5150         return dup;
5151 }
5152
5153 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5154                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5155 {
5156         if (!bmap || !map)
5157                 goto error;
5158         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5159                 isl_basic_map_free(bmap);
5160                 return map;
5161         }
5162         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5163         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5164         map->p[map->n] = bmap;
5165         map->n++;
5166         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5167         return map;
5168 error:
5169         if (map)
5170                 isl_map_free(map);
5171         if (bmap)
5172                 isl_basic_map_free(bmap);
5173         return NULL;
5174 }
5175
5176 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5177 {
5178         int i;
5179
5180         if (!map)
5181                 return NULL;
5182
5183         if (--map->ref > 0)
5184                 return NULL;
5185
5186         isl_ctx_deref(map->ctx);
5187         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5188                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5189         isl_space_free(map->dim);
5190         free(map);
5191
5192         return NULL;
5193 }
5194
5195 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5196                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5197 {
5198         int i;
5199
5200         base = isl_map_cow(base);
5201         if (!base)
5202                 return NULL;
5203
5204         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5205         if (!base->dim)
5206                 goto error;
5207         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5208                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5209                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5210                 if (!base->p[i])
5211                         goto error;
5212         }
5213         return base;
5214 error:
5215         isl_map_free(base);
5216         return NULL;
5217 }
5218
5219 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5220                 unsigned nparam, unsigned dim)
5221 {
5222         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5223                                                         nparam, 0, dim);
5224 }
5225
5226 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5227         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5228 {
5229         int j;
5230
5231         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5232         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5233         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5234         if (j < 0)
5235                 goto error;
5236         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5237         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5238         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5239         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5240         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5241 error:
5242         isl_basic_map_free(bmap);
5243         return NULL;
5244 }
5245
5246 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5247         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5248 {
5249         int j;
5250
5251         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5252         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5253         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5254         if (j < 0)
5255                 goto error;
5256         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5257         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5258         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5259         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5260         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5261 error:
5262         isl_basic_map_free(bmap);
5263         return NULL;
5264 }
5265
5266 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5267                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5268 {
5269         if (!bmap)
5270                 return NULL;
5271         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5272         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5273                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5274 error:
5275         isl_basic_map_free(bmap);
5276         return NULL;
5277 }
5278
5279 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5280                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5281 {
5282         if (!bmap)
5283                 return NULL;
5284         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5285         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5286                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5287 error:
5288         isl_basic_map_free(bmap);
5289         return NULL;
5290 }
5291
5292 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5293                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5294 {
5295         return (struct isl_basic_set *)
5296                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5297                                         type, pos, value);
5298 }
5299
5300 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5301                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5302 {
5303         return (struct isl_basic_set *)
5304                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5305                                         type, pos, value);
5306 }
5307
5308 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5309                 unsigned input, int value)
5310 {
5311         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5312 }
5313
5314 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5315                 unsigned dim, int value)
5316 {
5317         return (struct isl_basic_set *)
5318                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5319                                         isl_dim_set, dim, value);
5320 }
5321
5322 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5323 {
5324         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5325
5326         if (empty < 0)
5327                 return -1;
5328         if (!empty)
5329                 return 0;
5330
5331         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5332         if (i != map->n - 1) {
5333                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5334                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5335         }
5336         map->n--;
5337
5338         return 0;
5339 }
5340
5341 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5342  * the only reference to "map".
5343  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5344  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5345  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5346  * in case anything goes wrong.
5347  */
5348 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5349         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5350 {
5351         struct isl_basic_map *bmap;
5352         int i;
5353
5354         if (!map)
5355                 return NULL;
5356
5357         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5358                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5359                 bmap = fn(bmap);
5360                 if (!bmap)
5361                         goto error;
5362                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5363                 map->p[i] = bmap;
5364                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5365                         goto error;
5366         }
5367
5368         return map;
5369 error:
5370         isl_map_free(map);
5371         return NULL;
5372 }
5373
5374 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5375                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5376 {
5377         int i;
5378
5379         map = isl_map_cow(map);
5380         if (!map)
5381                 return NULL;
5382
5383         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5384         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5385                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5386                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5387                         goto error;
5388         }
5389         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5390         return map;
5391 error:
5392         isl_map_free(map);
5393         return NULL;
5394 }
5395
5396 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5397                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5398 {
5399         return (struct isl_set *)
5400                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5401 }
5402
5403 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5404                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5405 {
5406         int i;
5407
5408         map = isl_map_cow(map);
5409         if (!map)
5410                 return NULL;
5411
5412         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5413         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5414                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5415                 if (!map->p[i])
5416                         goto error;
5417         }
5418         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5419         return map;
5420 error:
5421         isl_map_free(map);
5422         return NULL;
5423 }
5424
5425 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5426                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5427 {
5428         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5429 }
5430
5431 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5432                 unsigned input, int value)
5433 {
5434         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5435 }
5436
5437 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5438 {
5439         return (struct isl_set *)
5440                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5441 }
5442
5443 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5444         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5445         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5446 {
5447         int j;
5448
5449         if (!bmap)
5450                 return NULL;
5451         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5452         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5453         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5454         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5455         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5456         if (j < 0)
5457                 goto error;
5458         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5459         if (upper) {
5460                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5461                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5462         } else {
5463                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5464                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5465         }
5466         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5467         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5468 error:
5469         isl_basic_map_free(bmap);
5470         return NULL;
5471 }
5472
5473 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5474         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5475         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5476 {
5477         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5478 }
5479
5480 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5481  */
5482 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5483         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5484         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5485 {
5486         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5487 }
5488
5489 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5490         unsigned dim, isl_int value)
5491 {
5492         int j;
5493
5494         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5495         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5496         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5497         if (j < 0)
5498                 goto error;
5499         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5500         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5501         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5502         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5503         return isl_basic_set_finalize(bset);
5504 error:
5505         isl_basic_set_free(bset);
5506         return NULL;
5507 }
5508
5509 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5510         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5511 {
5512         int i;
5513
5514         map = isl_map_cow(map);
5515         if (!map)
5516                 return NULL;
5517
5518         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5519         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5520                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5521                                                  type, pos, value, upper);
5522                 if (!map->p[i])
5523                         goto error;
5524         }
5525         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5526         return map;
5527 error:
5528         isl_map_free(map);
5529         return NULL;
5530 }
5531
5532 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5533         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5534 {
5535         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5536 }
5537
5538 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5539         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5540 {
5541         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5542 }
5543
5544 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5545                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5546 {
5547         return (struct isl_set *)
5548                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5549 }
5550
5551 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5552         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5553 {
5554         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5555 }
5556
5557 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5558  * is set) to "value".
5559  */
5560 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5561         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5562         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5563 {
5564         int j;
5565
5566         if (!bmap)
5567                 return NULL;
5568         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5569                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5570                         "index out of bounds", goto error);
5571         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5572         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5573         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5574         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5575         if (j < 0)
5576                 goto error;
5577         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5578         if (upper) {
5579                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5580                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5581         } else {
5582                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5583                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5584         }
5585         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5586         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5587 error:
5588         isl_basic_map_free(bmap);
5589         return NULL;
5590 }
5591
5592 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5593  * is set) to "value".
5594  */
5595 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5596         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5597 {
5598         int i;
5599
5600         map = isl_map_cow(map);
5601         if (!map)
5602                 return NULL;
5603
5604         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5605                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5606                         "index out of bounds", goto error);
5607         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5608                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5609                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5610                         goto error;
5611         }
5612         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5613         return map;
5614 error:
5615         isl_map_free(map);
5616         return NULL;
5617 }
5618
5619 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5620         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5621 {
5622         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5623 }
5624
5625 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5626         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5627 {
5628         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5629 }
5630
5631 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5632         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5633 {
5634         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5635 }
5636
5637 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5638         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5639 {
5640         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5641 }
5642
5643 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5644                                         isl_int value)
5645 {
5646         int i;
5647
5648         set = isl_set_cow(set);
5649         if (!set)
5650                 return NULL;
5651
5652         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5653         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5654                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5655                 if (!set->p[i])
5656                         goto error;
5657         }
5658         return set;
5659 error:
5660         isl_set_free(set);
5661         return NULL;
5662 }
5663
5664 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5665 {
5666         int i;
5667
5668         map = isl_map_cow(map);
5669         if (!map)
5670                 return NULL;
5671
5672         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5673         if (!map->dim)
5674                 goto error;
5675         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5676                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5677                 if (!map->p[i])
5678                         goto error;
5679         }
5680         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5681         return map;
5682 error:
5683         isl_map_free(map);
5684         return NULL;
5685 }
5686
5687 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5688                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5689                 struct isl_set **empty, int max)
5690 {
5691         if (!bmap)
5692                 goto error;
5693         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5694                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5695         else
5696                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5697 error:
5698         isl_basic_map_free(bmap);
5699         isl_basic_set_free(dom);
5700         if (empty)
5701                 *empty = NULL;
5702         return NULL;
5703 }
5704
5705 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
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, 1);
5710 }
5711
5712 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5713                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5714                 struct isl_set **empty)
5715 {
5716         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5717 }
5718
5719 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5720                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5721                 struct isl_set **empty)
5722 {
5723         return (struct isl_set *)
5724                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5725                         dom, empty);
5726 }
5727
5728 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5729                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5730                 struct isl_set **empty)
5731 {
5732         return (struct isl_set *)
5733                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5734                         dom, empty);
5735 }
5736
5737 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_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, 0);
5742 }
5743
5744 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5745         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5746         __isl_give isl_set **empty)
5747 {
5748         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5749 }
5750
5751 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_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_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5756 }
5757
5758 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5759         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5760         __isl_give isl_set **empty)
5761 {
5762         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5763 }
5764
5765 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5766         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5767 {
5768         isl_basic_set *dom = NULL;
5769         isl_space *dom_space;
5770
5771         if (!bmap)
5772                 goto error;
5773         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5774         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5775         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5776 error:
5777         isl_basic_map_free(bmap);
5778         return NULL;
5779 }
5780
5781 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5782         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5783 {
5784         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5785 }
5786
5787 #undef TYPE
5788 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5789 #undef SUFFIX
5790 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5791 #undef EMPTY
5792 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5793 #undef ADD
5794 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5795 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5796
5797 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5798  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5799  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5800  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5801  *
5802  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5803  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5804  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5805  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5806  * update both "res" and "todo".
5807  */
5808 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5809         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5810         __isl_give isl_set **empty, int max)
5811 {
5812         int i;
5813         isl_pw_multi_aff *res;
5814         isl_set *todo;
5815
5816         if (!map || !dom)
5817                 goto error;
5818
5819         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5820                 if (empty)
5821                         *empty = dom;
5822                 else
5823                         isl_set_free(dom);
5824                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5825         }
5826
5827         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5828                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5829                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5830
5831         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5832                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5833                 isl_set *todo_i;
5834
5835                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5836                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5837                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5838
5839                 if (max)
5840                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5841                 else
5842                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5843
5844                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5845         }
5846
5847         isl_set_free(dom);
5848         isl_map_free(map);
5849
5850         if (empty)
5851                 *empty = todo;
5852         else
5853                 isl_set_free(todo);
5854
5855         return res;
5856 error:
5857         if (empty)
5858                 *empty = NULL;
5859         isl_set_free(dom);
5860         isl_map_free(map);
5861         return NULL;
5862 }
5863
5864 #undef TYPE
5865 #define TYPE    isl_map
5866 #undef SUFFIX
5867 #define SUFFIX
5868 #undef EMPTY
5869 #define EMPTY   isl_map_empty
5870 #undef ADD
5871 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5872 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5873
5874 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5875  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5876  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5877  *
5878  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5879  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5880  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5881  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5882  * update both "res" and "todo".
5883  *
5884  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5885  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5886  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5887  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5888  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5889  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5890  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5891  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5892  * for the ith basic map, i.e.,
5893  *
5894  *      todo^i = todo^k * todo_i
5895  *
5896  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5897  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5898  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5899  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5900  * the lexicographic order.)
5901  * In practice, we compute
5902  *
5903  *      res^k * (res_i . "<=")
5904  *
5905  * and
5906  *
5907  *      res_i * (res^k . "<")
5908  *
5909  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5910  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5911  * that one, i.e.,
5912  *
5913  *      res^k * todo_i
5914  * and
5915  *      res_i * todo^k
5916  *
5917  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5918  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5919  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5920  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5921  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5922  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5923  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5924  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5925  * the previous basic maps.
5926  */
5927 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5928                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5929                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5930 {
5931         int i;
5932         struct isl_map *res;
5933         struct isl_set *todo;
5934
5935         if (!map || !dom)
5936                 goto error;
5937
5938         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5939                 if (empty)
5940                         *empty = dom;
5941                 else
5942                         isl_set_free(dom);
5943                 return map;
5944         }
5945
5946         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5947                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5948
5949         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5950                 isl_map *lt, *le;
5951                 isl_map *res_i;
5952                 isl_set *todo_i;
5953                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5954
5955                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5956                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5957
5958                 if (max) {
5959                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5960                         le = isl_map_lex_le(dim);
5961                 } else {
5962                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5963                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5964                 }
5965                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5966                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5967                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5968                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5969
5970                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5971                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5972                                                         isl_set_copy(todo_i));
5973                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5974                                                         isl_set_copy(todo));
5975                 }
5976
5977                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5978                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5979                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5980
5981                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5982         }
5983
5984         isl_set_free(dom);
5985         isl_map_free(map);
5986
5987         if (empty)
5988                 *empty = todo;
5989         else
5990                 isl_set_free(todo);
5991
5992         return res;
5993 error:
5994         if (empty)
5995                 *empty = NULL;
5996         isl_set_free(dom);
5997         isl_map_free(map);
5998         return NULL;
5999 }
6000
6001 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
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, 1);
6006 }
6007
6008 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6009                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6010                 __isl_give isl_set **empty)
6011 {
6012         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6013 }
6014
6015 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6016                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6017                 __isl_give isl_set **empty)
6018 {
6019         return (struct isl_set *)
6020                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6021                         dom, empty);
6022 }
6023
6024 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6025                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6026                 __isl_give isl_set **empty)
6027 {
6028         return (struct isl_set *)
6029                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6030                         dom, empty);
6031 }
6032
6033 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6034 {
6035         struct isl_basic_set *dom = NULL;
6036         isl_space *dom_dim;
6037
6038         if (!bmap)
6039                 goto error;
6040         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
6041         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
6042         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6043 error:
6044         isl_basic_map_free(bmap);
6045         return NULL;
6046 }
6047
6048 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6049 {
6050         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6051 }
6052
6053 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6054 {
6055         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6056 }
6057
6058 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6059 {
6060         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6061 }
6062
6063 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6064 {
6065         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6066 }
6067
6068 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6069 {
6070         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6071 }
6072
6073 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6074 {
6075         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6076 }
6077
6078 /* Extract the first and only affine expression from list
6079  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6080  * This domain is known to be disjoint from other domains
6081  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6082  */
6083 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6084         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6085 {
6086         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6087         isl_aff *aff;
6088         isl_pw_aff **pwaff = user;
6089         isl_pw_aff *pwaff_i;
6090
6091         if (!list)
6092                 goto error;
6093         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6094                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6095                         "expecting single element list", goto error);
6096
6097         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6098         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6099
6100         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6101
6102         isl_aff_list_free(list);
6103
6104         return 0;
6105 error:
6106         isl_basic_set_free(dom);
6107         isl_aff_list_free(list);
6108         return -1;
6109 }
6110
6111 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6112  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6113  *
6114  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6115  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6116  */
6117 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6118         int max)
6119 {
6120         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6121         isl_pw_aff *pwaff;
6122         int r;
6123
6124         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6125         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6126         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6127
6128         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6129         if (r < 0)
6130                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6131
6132         return pwaff;
6133 }
6134
6135 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6136  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6137  * but independently of the other output dimensions.
6138  *
6139  * We first project out the other output dimension and then compute
6140  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6141  * using isl_pw_aff_union_max.
6142  */
6143 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6144         int max)
6145 {
6146         int i;
6147         isl_pw_aff *pwaff;
6148         unsigned n_out;
6149
6150         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6151         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6152         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6153         if (!map)
6154                 return NULL;
6155
6156         if (map->n == 0) {
6157                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6158                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6159                 isl_map_free(map);
6160                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6161         }
6162
6163         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6164         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6165                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6166
6167                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6168                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6169         }
6170
6171         isl_map_free(map);
6172
6173         return pwaff;
6174 }
6175
6176 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6177  * parameters and input dimensions, but independently of
6178  * the other output dimensions.
6179  */
6180 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6181 {
6182         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6183 }
6184
6185 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6186  * as a function of the parameters,
6187  * but independently of the other set dimensions.
6188  */
6189 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6190         int max)
6191 {
6192         return map_dim_opt(set, pos, max);
6193 }
6194
6195 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6196  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6197  */
6198 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6199 {
6200         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6201 }
6202
6203 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6204  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6205  */
6206 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6207 {
6208         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6209 }
6210
6211 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6212  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6213  */
6214 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6215         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6216 {
6217         unsigned nparam;
6218
6219         if (!bset || !mat)
6220                 goto error;
6221
6222         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6223         if (!bset->dim)
6224                 goto error;
6225
6226         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6227
6228         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6229
6230         bset->dim->nparam = 0;
6231         bset->dim->n_out = nparam;
6232         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6233         if (bset) {
6234                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6235                 bset->dim->n_out = 0;
6236         }
6237         return bset;
6238 error:
6239         isl_mat_free(mat);
6240         isl_basic_set_free(bset);
6241         return NULL;
6242 }
6243
6244 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6245  * set is assumed to have only parameters and divs.
6246  */
6247 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6248         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6249 {
6250         isl_space *dim = NULL;
6251         unsigned nparam;
6252
6253         if (!set || !mat)
6254                 goto error;
6255
6256         dim = isl_space_copy(set->dim);
6257         dim = isl_space_cow(dim);
6258         if (!dim)
6259                 goto error;
6260
6261         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6262
6263         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6264
6265         dim->nparam = 0;
6266         dim->n_out = nparam;
6267         isl_set_reset_space(set, dim);
6268         set = isl_set_preimage(set, mat);
6269         if (!set)
6270                 goto error2;
6271         dim = isl_space_copy(set->dim);
6272         dim = isl_space_cow(dim);
6273         if (!dim)
6274                 goto error2;
6275         dim->nparam = dim->n_out;
6276         dim->n_out = 0;
6277         isl_set_reset_space(set, dim);
6278         return set;
6279 error:
6280         isl_space_free(dim);
6281         isl_mat_free(mat);
6282 error2:
6283         isl_set_free(set);
6284         return NULL;
6285 }
6286
6287 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6288  * equalities in "eq".
6289  */
6290 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6291         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6292 {
6293         int i, k;
6294         unsigned len;
6295
6296         if (!bset || !eq)
6297                 goto error;
6298
6299         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6300                                         eq->n_row, 0);
6301         if (!bset)
6302                 goto error;
6303
6304         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6305         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6306                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6307                 if (k < 0)
6308                         goto error;
6309                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6310                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6311         }
6312         isl_mat_free(eq);
6313
6314         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6315         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6316
6317         return bset;
6318 error:
6319         isl_mat_free(eq);
6320         isl_basic_set_free(bset);
6321         return NULL;
6322 }
6323
6324 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6325  * equalities in "eq".
6326  */
6327 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6328         struct isl_mat *eq)
6329 {
6330         int i;
6331
6332         if (!set || !eq)
6333                 goto error;
6334
6335         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6336                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6337                                         isl_mat_copy(eq));
6338                 if (!set->p[i])
6339                         goto error;
6340         }
6341         isl_mat_free(eq);
6342         return set;
6343 error:
6344         isl_mat_free(eq);
6345         isl_set_free(set);
6346         return NULL;
6347 }
6348
6349 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6350  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6351  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6352  * The output has the same parameters, but only
6353  * explicit existentially quantified variables.
6354  *
6355  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6356  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6357  * among the parameters by performing a variable compression on
6358  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6359  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6360  */
6361 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6362 {
6363         int i, j;
6364         struct isl_mat *eq;
6365         struct isl_mat *T, *T2;
6366         struct isl_set *set;
6367         unsigned nparam, n_div;
6368
6369         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6370         if (!bset)
6371                 return NULL;
6372
6373         if (bset->n_eq == 0)
6374                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6375
6376         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6377         if (!bset)
6378                 return NULL;
6379         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6380                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6381
6382         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6383         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6384
6385         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6386                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6387                         ++i;
6388         }
6389         if (i == bset->n_eq)
6390                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6391
6392         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6393                 0, 1 + nparam);
6394         eq = isl_mat_cow(eq);
6395         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6396         if (T && T->n_col == 0) {
6397                 isl_mat_free(T);
6398                 isl_mat_free(T2);
6399                 isl_mat_free(eq);
6400                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6401                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6402         }
6403         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6404
6405         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6406         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6407         set = set_append_equalities(set, eq);
6408         return set;
6409 }
6410
6411 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6412  * quantified variables.
6413  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6414  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6415  * no input or output dimensions and the dimension specification
6416  * is reset to that of the input.
6417  */
6418 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6419 {
6420         struct isl_basic_set *bset;
6421         struct isl_set *set;
6422         struct isl_map *map;
6423         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6424         unsigned         nparam;
6425         unsigned         n_in;
6426         unsigned         n_out;
6427
6428         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6429         if (!bmap)
6430                 return NULL;
6431
6432         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6433         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6434         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6435         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6436         if (!dim)
6437                 goto error;
6438
6439         orig_dim = bmap->dim;
6440         bmap->dim = dim;
6441         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6442
6443         set = parameter_compute_divs(bset);
6444         map = (struct isl_map *)set;
6445         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6446
6447         return map;
6448 error:
6449         isl_basic_map_free(bmap);
6450         return NULL;
6451 }
6452
6453 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6454 {
6455         int i;
6456         unsigned off;
6457
6458         if (!bmap)
6459                 return -1;
6460
6461         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6462         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6463                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6464                         return 0;
6465                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6466                                 return -1);
6467         }
6468         return 1;
6469 }
6470
6471 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6472 {
6473         int i;
6474
6475         if (!map)
6476                 return -1;
6477
6478         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6479                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6480                 if (known <= 0)
6481                         return known;
6482         }
6483
6484         return 1;
6485 }
6486
6487 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6488  * expressions for them.  However, this computation may be
6489  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6490  * strictly needed.
6491  */
6492 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6493 {
6494         int known;
6495         struct isl_map *map;
6496
6497         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6498         if (known < 0)
6499                 goto error;
6500         if (known)
6501                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6502
6503         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6504
6505         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6506         if (known < 0)
6507                 goto error;
6508         if (known)
6509                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6510
6511         map = compute_divs(bmap);
6512         return map;
6513 error:
6514         isl_basic_map_free(bmap);
6515         return NULL;
6516 }
6517
6518 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6519 {
6520         int i;
6521         int known;
6522         struct isl_map *res;
6523
6524         if (!map)
6525                 return NULL;
6526         if (map->n == 0)
6527                 return map;
6528
6529         known = map_divs_known(map);
6530         if (known < 0) {
6531                 isl_map_free(map);
6532                 return NULL;
6533         }
6534         if (known)
6535                 return map;
6536
6537         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6538         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6539                 struct isl_map *r2;
6540                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6541                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6542                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6543                 else
6544                         res = isl_map_union(res, r2);
6545         }
6546         isl_map_free(map);
6547
6548         return res;
6549 }
6550
6551 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6552 {
6553         return (struct isl_set *)
6554                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6555 }
6556
6557 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6558 {
6559         return (struct isl_set *)
6560                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6561 }
6562
6563 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6564 {
6565         int i;
6566         struct isl_set *set;
6567
6568         if (!map)
6569                 goto error;
6570
6571         map = isl_map_cow(map);
6572         if (!map)
6573                 return NULL;
6574
6575         set = (struct isl_set *)map;
6576         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6577         if (!set->dim)
6578                 goto error;
6579         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6580                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6581                 if (!set->p[i])
6582                         goto error;
6583         }
6584         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6585         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6586         return set;
6587 error:
6588         isl_map_free(map);
6589         return NULL;
6590 }
6591
6592 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6593  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6594  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6595  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6596  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6597  * may not be disjoint.
6598  *
6599  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6600  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6601  */
6602 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6603         __isl_take isl_map *map2)
6604 {
6605         int i;
6606         unsigned flags = 0;
6607         struct isl_map *map = NULL;
6608         int is_universe;
6609
6610         if (!map1 || !map2)
6611                 goto error;
6612
6613         if (map1->n == 0) {
6614                 isl_map_free(map1);
6615                 return map2;
6616         }
6617         if (map2->n == 0) {
6618                 isl_map_free(map2);
6619                 return map1;
6620         }
6621
6622         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6623         if (is_universe < 0)
6624                 goto error;
6625         if (is_universe) {
6626                 isl_map_free(map2);
6627                 return map1;
6628         }
6629
6630         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6631         if (is_universe < 0)
6632                 goto error;
6633         if (is_universe) {
6634                 isl_map_free(map1);
6635                 return map2;
6636         }
6637
6638         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6639
6640         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6641             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6642                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6643
6644         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6645                                 map1->n + map2->n, flags);
6646         if (!map)
6647                 goto error;
6648         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6649                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6650                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6651                 if (!map)
6652                         goto error;
6653         }
6654         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6655                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6656                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6657                 if (!map)
6658                         goto error;
6659         }
6660         isl_map_free(map1);
6661         isl_map_free(map2);
6662         return map;
6663 error:
6664         isl_map_free(map);
6665         isl_map_free(map1);
6666         isl_map_free(map2);
6667         return NULL;
6668 }
6669
6670 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6671         __isl_take isl_map *map2)
6672 {
6673         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6674 }
6675
6676 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6677 {
6678         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6679         if (!map1)
6680                 return NULL;
6681         if (map1->n > 1)
6682                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6683         return map1;
6684 }
6685
6686 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6687                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6688 {
6689         return (struct isl_set *)
6690                 isl_map_union_disjoint(
6691                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6692 }
6693
6694 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6695 {
6696         return (struct isl_set *)
6697                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6698 }
6699
6700 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6701  * the results.
6702  *
6703  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6704  */
6705 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6706         __isl_take isl_set *set,
6707         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6708                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6709 {
6710         unsigned flags = 0;
6711         struct isl_map *result;
6712         int i, j;
6713
6714         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6715                 isl_set_free(set);
6716                 return map;
6717         }
6718
6719         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6720             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6721                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6722
6723         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6724                                         map->n * set->n, flags);
6725         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6726                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6727                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6728                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6729                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6730                         if (!result)
6731                                 break;
6732                 }
6733
6734         isl_map_free(map);
6735         isl_set_free(set);
6736         return result;
6737 }
6738
6739 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6740         __isl_take isl_set *set)
6741 {
6742         if (!map || !set)
6743                 goto error;
6744
6745         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6746                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6747                         "incompatible spaces", goto error);
6748
6749         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6750 error:
6751         isl_map_free(map);
6752         isl_set_free(set);
6753         return NULL;
6754 }
6755
6756 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6757         __isl_take isl_set *set)
6758 {
6759         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6760 }
6761
6762 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6763         __isl_take isl_set *set)
6764 {
6765         if (!map || !set)
6766                 goto error;
6767
6768         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6769                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6770                         "incompatible spaces", goto error);
6771
6772         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6773 error:
6774         isl_map_free(map);
6775         isl_set_free(set);
6776         return NULL;
6777 }
6778
6779 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6780         __isl_take isl_set *set)
6781 {
6782         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6783                                                 &map_intersect_domain);
6784 }
6785
6786 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6787         __isl_take isl_map *map2)
6788 {
6789         if (!map1 || !map2)
6790                 goto error;
6791         map1 = isl_map_reverse(map1);
6792         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6793         return isl_map_reverse(map1);
6794 error:
6795         isl_map_free(map1);
6796         isl_map_free(map2);
6797         return NULL;
6798 }
6799
6800 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6801         __isl_take isl_map *map2)
6802 {
6803         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6804 }
6805
6806 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6807         __isl_take isl_map *map2)
6808 {
6809         isl_space *dim_result;
6810         struct isl_map *result;
6811         int i, j;
6812
6813         if (!map1 || !map2)
6814                 goto error;
6815
6816         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6817                                   isl_space_copy(map2->dim));
6818
6819         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6820         if (!result)
6821                 goto error;
6822         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6823                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6824                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6825                             isl_basic_map_apply_range(
6826                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6827                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6828                         if (!result)
6829                                 goto error;
6830                 }
6831         isl_map_free(map1);
6832         isl_map_free(map2);
6833         if (result && result->n <= 1)
6834                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6835         return result;
6836 error:
6837         isl_map_free(map1);
6838         isl_map_free(map2);
6839         return NULL;
6840 }
6841
6842 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6843         __isl_take isl_map *map2)
6844 {
6845         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6846 }
6847
6848 /*
6849  * returns range - domain
6850  */
6851 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6852 {
6853         isl_space *dims, *target_dim;
6854         struct isl_basic_set *bset;
6855         unsigned dim;
6856         unsigned nparam;
6857         int i;
6858
6859         if (!bmap)
6860                 goto error;
6861         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6862                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6863                    goto error);
6864         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6865         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6866         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6867         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6868         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6869         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6870         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6871         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6872         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6873         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6874                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6875                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6876                 if (j < 0) {
6877                         bset = isl_basic_set_free(bset);
6878                         break;
6879                 }
6880                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6881                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6882                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6883                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6884         }
6885         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6886         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6887         return bset;
6888 error:
6889         isl_basic_map_free(bmap);
6890         return NULL;
6891 }
6892
6893 /*
6894  * returns range - domain
6895  */
6896 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6897 {
6898         int i;
6899         isl_space *dim;
6900         struct isl_set *result;
6901
6902         if (!map)
6903                 return NULL;
6904
6905         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6906                                                  map->dim, isl_dim_out),
6907                    goto error);
6908         dim = isl_map_get_space(map);
6909         dim = isl_space_domain(dim);
6910         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6911         if (!result)
6912                 goto error;
6913         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6914                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6915                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6916         isl_map_free(map);
6917         return result;
6918 error:
6919         isl_map_free(map);
6920         return NULL;
6921 }
6922
6923 /*
6924  * returns [domain -> range] -> range - domain
6925  */
6926 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6927         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6928 {
6929         int i, k;
6930         isl_space *dim;
6931         isl_basic_map *domain;
6932         int nparam, n;
6933         unsigned total;
6934
6935         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6936                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6937                         "domain and range don't match", goto error);
6938
6939         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6940         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6941
6942         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6943         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6944
6945         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6946         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6947         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6948
6949         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6950
6951         for (i = 0; i < n; ++i) {
6952                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6953                 if (k < 0)
6954                         goto error;
6955                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6956                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6957                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6958                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6959         }
6960
6961         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6962         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6963 error:
6964         isl_basic_map_free(bmap);
6965         return NULL;
6966 }
6967
6968 /*
6969  * returns [domain -> range] -> range - domain
6970  */
6971 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6972 {
6973         int i;
6974         isl_space *domain_dim;
6975
6976         if (!map)
6977                 return NULL;
6978
6979         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6980                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6981                         "domain and range don't match", goto error);
6982
6983         map = isl_map_cow(map);
6984         if (!map)
6985                 return NULL;
6986
6987         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6988         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6989         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6990         if (!map->dim)
6991                 goto error;
6992         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6993                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6994                 if (!map->p[i])
6995                         goto error;
6996         }
6997         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6998         return map;
6999 error:
7000         isl_map_free(map);
7001         return NULL;
7002 }
7003
7004 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
7005 {
7006         struct isl_basic_map *bmap;
7007         unsigned nparam;
7008         unsigned dim;
7009         int i;
7010
7011         if (!dims)
7012                 return NULL;
7013
7014         nparam = dims->nparam;
7015         dim = dims->n_out;
7016         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7017         if (!bmap)
7018                 goto error;
7019
7020         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7021                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7022                 if (j < 0)
7023                         goto error;
7024                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7025                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7026                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7027         }
7028         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7029 error:
7030         isl_basic_map_free(bmap);
7031         return NULL;
7032 }
7033
7034 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7035 {
7036         if (!dim)
7037                 return NULL;
7038         if (dim->n_in != dim->n_out)
7039                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7040                         "number of input and output dimensions needs to be "
7041                         "the same", goto error);
7042         return basic_map_identity(dim);
7043 error:
7044         isl_space_free(dim);
7045         return NULL;
7046 }
7047
7048 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7049 {
7050         if (!model || !model->dim)
7051                 return NULL;
7052         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7053 }
7054
7055 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7056 {
7057         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7058 }
7059
7060 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7061 {
7062         if (!model || !model->dim)
7063                 return NULL;
7064         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7065 }
7066
7067 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7068 {
7069         if (!model || !model->dim)
7070                 return NULL;
7071         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7072 }
7073
7074 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7075 {
7076         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7077         isl_map *id;
7078         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7079         return isl_map_intersect_range(id, set);
7080 }
7081
7082 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7083  * values.
7084  */
7085 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7086         __isl_take isl_space *space)
7087 {
7088         int i;
7089         unsigned nparam;
7090         unsigned dim;
7091         struct isl_basic_set *bset;
7092
7093         if (!space)
7094                 return NULL;
7095         nparam = space->nparam;
7096         dim = space->n_out;
7097         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7098         if (!bset)
7099                 return NULL;
7100         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7101                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7102                 if (k < 0)
7103                         goto error;
7104                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7105                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7106         }
7107         return bset;
7108 error:
7109         isl_basic_set_free(bset);
7110         return NULL;
7111 }
7112
7113 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7114  */
7115 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7116         int pos)
7117 {
7118         int k;
7119         isl_basic_set *nonneg;
7120
7121         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7122         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7123         if (k < 0)
7124                 goto error;
7125         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7126         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7127
7128         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7129 error:
7130         isl_basic_set_free(nonneg);
7131         return NULL;
7132 }
7133
7134 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7135  */
7136 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7137 {
7138         int k;
7139         isl_basic_set *neg;
7140
7141         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7142         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7143         if (k < 0)
7144                 goto error;
7145         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7146         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7147         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7148
7149         return isl_basic_set_finalize(neg);
7150 error:
7151         isl_basic_set_free(neg);
7152         return NULL;
7153 }
7154
7155 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7156         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7157 {
7158         int i;
7159         isl_basic_set *nonneg;
7160         isl_basic_set *neg;
7161
7162         if (!set)
7163                 return NULL;
7164         if (n == 0)
7165                 return set;
7166
7167         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7168
7169         for (i = 0; i < n; ++i) {
7170                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7171                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7172                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7173                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7174
7175                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7176         }
7177
7178         return set;
7179 error:
7180         isl_set_free(set);
7181         return NULL;
7182 }
7183
7184 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7185         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7186         void *user)
7187 {
7188         isl_set *half;
7189
7190         if (!set)
7191                 return -1;
7192         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7193                 isl_set_free(set);
7194                 return 0;
7195         }
7196         if (first == len)
7197                 return fn(set, signs, user);
7198
7199         signs[first] = 1;
7200         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7201                                                         1 + first));
7202         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7203         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7204                 goto error;
7205
7206         signs[first] = -1;
7207         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7208                                                         1 + first));
7209         half = isl_set_intersect(half, set);
7210         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7211 error:
7212         isl_set_free(set);
7213         return -1;
7214 }
7215
7216 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7217  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7218  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7219  * to the sign of the corresponding variable.
7220  */
7221 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7222         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7223         void *user)
7224 {
7225         unsigned nparam;
7226         unsigned nvar;
7227         int *signs;
7228         int r;
7229
7230         if (!set)
7231                 return -1;
7232         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7233                 return 0;
7234
7235         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7236         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7237
7238         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7239
7240         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7241                             fn, user);
7242
7243         free(signs);
7244
7245         return r;
7246 }
7247
7248 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7249 {
7250         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7251 }
7252
7253 int isl_basic_map_is_subset(
7254                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7255 {
7256         int is_subset;
7257         struct isl_map *map1;
7258         struct isl_map *map2;
7259
7260         if (!bmap1 || !bmap2)
7261                 return -1;
7262
7263         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7264         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7265
7266         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7267
7268         isl_map_free(map1);
7269         isl_map_free(map2);
7270
7271         return is_subset;
7272 }
7273
7274 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7275         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7276 {
7277         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7278 }
7279
7280 int isl_basic_map_is_equal(
7281                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7282 {
7283         int is_subset;
7284
7285         if (!bmap1 || !bmap2)
7286                 return -1;
7287         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7288         if (is_subset != 1)
7289                 return is_subset;
7290         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7291         return is_subset;
7292 }
7293
7294 int isl_basic_set_is_equal(
7295                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7296 {
7297         return isl_basic_map_is_equal(
7298                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7299 }
7300
7301 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7302 {
7303         int i;
7304         int is_empty;
7305
7306         if (!map)
7307                 return -1;
7308         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7309                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7310                 if (is_empty < 0)
7311                         return -1;
7312                 if (!is_empty)
7313                         return 0;
7314         }
7315         return 1;
7316 }
7317
7318 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7319 {
7320         return map ? map->n == 0 : -1;
7321 }
7322
7323 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7324 {
7325         return isl_map_plain_is_empty(map);
7326 }
7327
7328 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7329 {
7330         return set ? set->n == 0 : -1;
7331 }
7332
7333 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7334 {
7335         return isl_set_plain_is_empty(set);
7336 }
7337
7338 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7339 {
7340         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7341 }
7342
7343 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7344 {
7345         if (!map1 || !map2)
7346                 return -1;
7347
7348         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7349 }
7350
7351 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7352 {
7353         if (!set1 || !set2)
7354                 return -1;
7355
7356         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7357 }
7358
7359 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7360 {
7361         int is_subset;
7362
7363         if (!map1 || !map2)
7364                 return -1;
7365         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7366         if (is_subset != 1)
7367                 return is_subset;
7368         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7369         return is_subset;
7370 }
7371
7372 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7373 {
7374         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7375 }
7376
7377 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7378                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7379 {
7380         int is_subset;
7381
7382         if (!bmap1 || !bmap2)
7383                 return -1;
7384         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7385         if (is_subset != 1)
7386                 return is_subset;
7387         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7388         if (is_subset == -1)
7389                 return is_subset;
7390         return !is_subset;
7391 }
7392
7393 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7394 {
7395         int is_subset;
7396
7397         if (!map1 || !map2)
7398                 return -1;
7399         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7400         if (is_subset != 1)
7401                 return is_subset;
7402         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7403         if (is_subset == -1)
7404                 return is_subset;
7405         return !is_subset;
7406 }
7407
7408 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7409 {
7410         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7411 }
7412
7413 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7414 {
7415         if (!bmap)
7416                 return -1;
7417         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7418 }
7419
7420 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7421 {
7422         if (!bset)
7423                 return -1;
7424         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7425 }
7426
7427 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7428 {
7429         int i;
7430
7431         if (!map)
7432                 return -1;
7433
7434         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7435                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7436                 if (r < 0 || r)
7437                         return r;
7438         }
7439
7440         return 0;
7441 }
7442
7443 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7444 {
7445         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7446 }
7447
7448 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7449 {
7450         return isl_set_plain_is_universe(set);
7451 }
7452
7453 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7454 {
7455         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7456         struct isl_vec *sample = NULL;
7457         int empty;
7458         unsigned total;
7459
7460         if (!bmap)
7461                 return -1;
7462
7463         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7464                 return 1;
7465
7466         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7467                 return 0;
7468
7469         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7470                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7471                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7472                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7473                 isl_basic_map_free(copy);
7474                 return empty;
7475         }
7476
7477         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7478         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7479                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7480                 if (contains < 0)
7481                         return -1;
7482                 if (contains)
7483                         return 0;
7484         }
7485         isl_vec_free(bmap->sample);
7486         bmap->sample = NULL;
7487         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7488         if (!bset)
7489                 return -1;
7490         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7491         if (!sample)
7492                 return -1;
7493         empty = sample->size == 0;
7494         isl_vec_free(bmap->sample);
7495         bmap->sample = sample;
7496         if (empty)
7497                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7498
7499         return empty;
7500 }
7501
7502 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7503 {
7504         if (!bmap)
7505                 return -1;
7506         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7507 }
7508
7509 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7510 {
7511         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7512 }
7513
7514 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7515 {
7516         if (!bset)
7517                 return -1;
7518         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7519 }
7520
7521 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7522 {
7523         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7524 }
7525
7526 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7527 {
7528         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7529 }
7530
7531 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7532         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7533 {
7534         struct isl_map *map;
7535         if (!bmap1 || !bmap2)
7536                 goto error;
7537
7538         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7539
7540         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7541         if (!map)
7542                 goto error;
7543         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7544         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7545         return map;
7546 error:
7547         isl_basic_map_free(bmap1);
7548         isl_basic_map_free(bmap2);
7549         return NULL;
7550 }
7551
7552 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7553                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7554 {
7555         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7556                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7557                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7558 }
7559
7560 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7561 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7562 {
7563         int i;
7564         unsigned off;
7565
7566         if (!bmap)
7567                 return NULL;
7568
7569         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7570
7571         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7572                 int pos;
7573                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7574                         continue;
7575                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7576                                                             bmap->n_div-i);
7577                 if (pos == -1)
7578                         continue;
7579                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7580                 --i;
7581         }
7582         return bmap;
7583 }
7584
7585 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7586 {
7587         return (struct isl_basic_set *)
7588                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7589 }
7590
7591 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7592 {
7593         int i;
7594
7595         if (!map)
7596                 return 0;
7597
7598         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7599                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7600                 if (!map->p[i])
7601                         goto error;
7602         }
7603
7604         return map;
7605 error:
7606         isl_map_free(map);
7607         return NULL;
7608 }
7609
7610 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7611  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7612  * list of divs is given by "div".
7613  */
7614 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7615         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7616 {
7617         int i, j;
7618         int n_div;
7619
7620         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7621         if (!bset || !div)
7622                 goto error;
7623
7624         if (div->n_row < bset->n_div)
7625                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7626                         "not an expansion", goto error);
7627
7628         n_div = bset->n_div;
7629         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7630                                             div->n_row - n_div, 0,
7631                                             2 * (div->n_row - n_div));
7632
7633         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7634                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7635                         goto error;
7636
7637         j = n_div - 1;
7638         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7639                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7640                         if (i != j)
7641                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7642                         j--;
7643                 } else {
7644                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7645                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7646                                 goto error;
7647                 }
7648         }
7649
7650         isl_mat_free(div);
7651         return bset;
7652 error:
7653         isl_basic_set_free(bset);
7654         isl_mat_free(div);
7655         return NULL;
7656 }
7657
7658 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7659  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7660  * 
7661  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7662  * of the corresponding div in dst otherwise.
7663  */
7664 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7665                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7666 {
7667         int i;
7668
7669         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7670
7671         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7672         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7673                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7674                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7675                                                 dst->n_div - div) == -1)
7676                         return i;
7677         return -1;
7678 }
7679
7680 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7681                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7682 {
7683         int i;
7684         unsigned total;
7685
7686         if (!dst || !src)
7687                 goto error;
7688
7689         if (src->n_div == 0)
7690                 return dst;
7691
7692         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7693                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7694
7695         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7696         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7697         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7698                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7699         if (!dst)
7700                 return NULL;
7701         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7702         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7703                 int j = find_div(dst, src, i);
7704                 if (j < 0) {
7705                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7706                         if (j < 0)
7707                                 goto error;
7708                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7709                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7710                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7711                                 goto error;
7712                 }
7713                 if (j != i)
7714                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7715         }
7716         return dst;
7717 error:
7718         isl_basic_map_free(dst);
7719         return NULL;
7720 }
7721
7722 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7723                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7724 {
7725         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7726                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7727 }
7728
7729 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7730 {
7731         int i;
7732
7733         if (!map)
7734                 return NULL;
7735         if (map->n == 0)
7736                 return map;
7737         map = isl_map_compute_divs(map);
7738         map = isl_map_cow(map);
7739         if (!map)
7740                 return NULL;
7741
7742         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7743                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7744         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7745                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7746
7747         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7748         return map;
7749 }
7750
7751 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7752 {
7753         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7754 }
7755
7756 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7757         __isl_take isl_map *map)
7758 {
7759         if (!set || !map)
7760                 goto error;
7761         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7762         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7763         set = isl_map_range(map);
7764         return set;
7765 error:
7766         isl_set_free(set);
7767         isl_map_free(map);
7768         return NULL;
7769 }
7770
7771 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7772         __isl_take isl_map *map)
7773 {
7774         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7775 }
7776
7777 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7778  * the meaning of the set.
7779  */
7780 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7781 {
7782         int i;
7783
7784         if (!map)
7785                 return NULL;
7786
7787         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7788                 remove_if_empty(map, i);
7789
7790         return map;
7791 }
7792
7793 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7794 {
7795         return (struct isl_set *)
7796                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7797 }
7798
7799 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7800 {
7801         struct isl_basic_map *bmap;
7802         if (!map || map->n == 0)
7803                 return NULL;
7804         bmap = map->p[map->n-1];
7805         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7806         return isl_basic_map_copy(bmap);
7807 }
7808
7809 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7810 {
7811         return (struct isl_basic_set *)
7812                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7813 }
7814
7815 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7816                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7817 {
7818         int i;
7819
7820         if (!map || !bmap)
7821                 goto error;
7822         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7823                 if (map->p[i] != bmap)
7824                         continue;
7825                 map = isl_map_cow(map);
7826                 if (!map)
7827                         goto error;
7828                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7829                 if (i != map->n-1) {
7830                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7831                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7832                 }
7833                 map->n--;
7834                 return map;
7835         }
7836         return map;
7837 error:
7838         isl_map_free(map);
7839         return NULL;
7840 }
7841
7842 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7843                                                 struct isl_basic_set *bset)
7844 {
7845         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7846                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7847 }
7848
7849 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7850  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7851  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7852  */
7853 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7854         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7855         int pos, isl_int *opt)
7856 {
7857         isl_space *dims;
7858         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7859         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7860         struct isl_ctx *ctx;
7861         struct isl_vec *obj;
7862         unsigned total;
7863         unsigned nparam;
7864         unsigned dim1, dim2;
7865         enum isl_lp_result res;
7866
7867         if (!bset1 || !bset2)
7868                 return isl_lp_error;
7869
7870         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7871         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7872         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7873         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7874         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7875         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7876         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7877         if (!bmap1 || !bmap2)
7878                 goto error;
7879         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7880         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7881                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7882                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7883         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7884         if (!bmap1)
7885                 goto error;
7886         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7887         ctx = bmap1->ctx;
7888         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7889         if (!obj)
7890                 goto error2;
7891         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7892         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7893         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7894         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7895                                         opt, NULL, NULL);
7896         isl_basic_map_free(bmap1);
7897         isl_vec_free(obj);
7898         return res;
7899 error:
7900         isl_basic_map_free(bmap2);
7901 error2:
7902         isl_basic_map_free(bmap1);
7903         return isl_lp_error;
7904 }
7905
7906 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7907  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7908  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7909  * smaller or larger than those in bset2.
7910  *
7911  * Returns
7912  *       1 if bset1 follows bset2
7913  *      -1 if bset1 precedes bset2
7914  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7915  *      -2 if some error occurred.
7916  */
7917 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7918         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7919 {
7920         isl_int opt;
7921         enum isl_lp_result res;
7922         int cmp;
7923
7924         isl_int_init(opt);
7925
7926         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7927
7928         if (res == isl_lp_empty)
7929                 cmp = 0;
7930         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7931                   res == isl_lp_unbounded)
7932                 cmp = 1;
7933         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7934                 cmp = -1;
7935         else
7936                 cmp = -2;
7937
7938         isl_int_clear(opt);
7939         return cmp;
7940 }
7941
7942 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7943  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7944  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7945  * than a value of the same dimension in bset2.
7946  *
7947  * Return
7948  *       1 if there exists such a pair
7949  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7950  *      -1 otherwise
7951  *      -2 if some error occurred.
7952  */
7953 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7954         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7955 {
7956         isl_int opt;
7957         enum isl_lp_result res;
7958         int cmp;
7959
7960         isl_int_init(opt);
7961
7962         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7963
7964         if (res == isl_lp_empty)
7965                 cmp = -1;
7966         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7967                   res == isl_lp_unbounded)
7968                 cmp = 1;
7969         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7970                 cmp = -1;
7971         else if (res == isl_lp_ok)
7972                 cmp = 0;
7973         else
7974                 cmp = -2;
7975
7976         isl_int_clear(opt);
7977         return cmp;
7978 }
7979
7980 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7981  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7982  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7983  * than a value of the same dimension in set2.
7984  *
7985  * Return
7986  *       1 if there exists such a pair
7987  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7988  *      -1 otherwise
7989  *      -2 if some error occurred.
7990  */
7991 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7992         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7993 {
7994         int i, j;
7995         int follows = -1;
7996
7997         if (!set1 || !set2)
7998                 return -2;
7999
8000         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
8001                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
8002                         int f;
8003                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
8004                         if (f == 1 || f == -2)
8005                                 return f;
8006                         if (f > follows)
8007                                 follows = f;
8008                 }
8009
8010         return follows;
8011 }
8012
8013 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8014         unsigned pos, isl_int *val)
8015 {
8016         int i;
8017         int d;
8018         unsigned total;
8019
8020         if (!bmap)
8021                 return -1;
8022         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8023         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8024                 for (; d+1 > pos; --d)
8025                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8026                                 break;
8027                 if (d != pos)
8028                         continue;
8029                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8030                         return 0;
8031                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8032                         return 0;
8033                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8034                         return 0;
8035                 if (val)
8036                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8037                 return 1;
8038         }
8039         return 0;
8040 }
8041
8042 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8043         unsigned pos, isl_int *val)
8044 {
8045         int i;
8046         isl_int v;
8047         isl_int tmp;
8048         int fixed;
8049
8050         if (!map)
8051                 return -1;
8052         if (map->n == 0)
8053                 return 0;
8054         if (map->n == 1)
8055                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8056         isl_int_init(v);
8057         isl_int_init(tmp);
8058         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8059         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8060                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8061                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8062                         fixed = 0;
8063         }
8064         if (val)
8065                 isl_int_set(*val, v);
8066         isl_int_clear(tmp);
8067         isl_int_clear(v);
8068         return fixed;
8069 }
8070
8071 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8072         unsigned pos, isl_int *val)
8073 {
8074         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8075                                                 pos, val);
8076 }
8077
8078 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8079         isl_int *val)
8080 {
8081         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8082 }
8083
8084 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8085         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8086 {
8087         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8088                 return -1;
8089         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8090                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8091 }
8092
8093 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8094         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8095 {
8096         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8097                 return -1;
8098         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8099                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8100 }
8101
8102 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8103         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8104 {
8105         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8106 }
8107
8108 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8109         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8110 {
8111         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8112 }
8113
8114 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8115  * then return this fixed value in *val.
8116  */
8117 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8118         unsigned dim, isl_int *val)
8119 {
8120         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8121                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8122 }
8123
8124 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8125  * then return this fixed value in *val.
8126  */
8127 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8128         unsigned dim, isl_int *val)
8129 {
8130         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8131 }
8132
8133 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8134         unsigned dim, isl_int *val)
8135 {
8136         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8137 }
8138
8139 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8140  * then return this fixed value in *val.
8141  */
8142 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8143         unsigned in, isl_int *val)
8144 {
8145         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8146 }
8147
8148 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8149  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8150  */
8151 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8152         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8153 {
8154         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8155         isl_int *c;
8156         unsigned total;
8157         unsigned nparam;
8158
8159         if (!bset)
8160                 return -1;
8161         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8162         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8163         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8164                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8165                         continue;
8166                 if (i_eq != -1)
8167                         return 0;
8168                 i_eq = i;
8169         }
8170         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8171                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8172                         continue;
8173                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8174                         return 0;
8175                 i_ineq = i;
8176         }
8177         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8178                 return 0;
8179         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8180         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8181         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8182                 return 0;
8183         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8184                 return 0;
8185         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8186                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8187                 return 0;
8188         if (val)
8189                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8190         return 1;
8191 }
8192
8193 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8194         unsigned dim, isl_int *val)
8195 {
8196         int i;
8197         isl_int v;
8198         isl_int tmp;
8199         int fixed;
8200
8201         if (!set)
8202                 return -1;
8203         if (set->n == 0)
8204                 return 0;
8205         if (set->n == 1)
8206                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8207                                                                 dim, val);
8208         isl_int_init(v);
8209         isl_int_init(tmp);
8210         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8211                                                                 dim, &v);
8212         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8213                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8214                                                                 dim, &tmp);
8215                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8216                         fixed = 0;
8217         }
8218         if (val)
8219                 isl_int_set(*val, v);
8220         isl_int_clear(tmp);
8221         isl_int_clear(v);
8222         return fixed;
8223 }
8224
8225 struct constraint {
8226         unsigned        size;
8227         isl_int         *c;
8228 };
8229
8230 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8231  * variables sorting first.
8232  */
8233 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8234 {
8235         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8236         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8237         int l1, l2;
8238         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8239
8240         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8241         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8242
8243         if (l1 != l2)
8244                 return l1 - l2;
8245
8246         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8247 }
8248
8249 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8250         struct isl_basic_map *bmap)
8251 {
8252         int i;
8253         struct constraint *c;
8254         unsigned total;
8255
8256         if (!bmap)
8257                 return NULL;
8258         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8259         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8260         if (!c)
8261                 goto error;
8262         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8263                 c[i].size = total;
8264                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8265         }
8266         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8267         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8268                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8269         free(c);
8270         return bmap;
8271 error:
8272         isl_basic_map_free(bmap);
8273         return NULL;
8274 }
8275
8276 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8277         __isl_take isl_basic_set *bset)
8278 {
8279         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8280                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8281 }
8282
8283 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8284 {
8285         if (!bmap)
8286                 return NULL;
8287         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8288                 return bmap;
8289         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8290         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8291         if (bmap)
8292                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8293         return bmap;
8294 }
8295
8296 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8297 {
8298         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8299                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8300 }
8301
8302 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8303         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8304 {
8305         int i, cmp;
8306         unsigned total;
8307
8308         if (bmap1 == bmap2)
8309                 return 0;
8310         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8311             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8312                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8313         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8314                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8315         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8316                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8317         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8318                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8319         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8320             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8321                 return 0;
8322         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8323                 return 1;
8324         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8325                 return -1;
8326         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8327                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8328         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8329                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8330         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8331                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8332         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8333         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8334                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8335                 if (cmp)
8336                         return cmp;
8337         }
8338         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8339                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8340                 if (cmp)
8341                         return cmp;
8342         }
8343         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8344                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8345                 if (cmp)
8346                         return cmp;
8347         }
8348         return 0;
8349 }
8350
8351 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8352         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8353 {
8354         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8355 }
8356
8357 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8358 {
8359         int i, cmp;
8360
8361         if (set1 == set2)
8362                 return 0;
8363         if (set1->n != set2->n)
8364                 return set1->n - set2->n;
8365
8366         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8367                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8368                 if (cmp)
8369                         return cmp;
8370         }
8371
8372         return 0;
8373 }
8374
8375 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8376         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8377 {
8378         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8379 }
8380
8381 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8382         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8383 {
8384         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8385                                             (isl_basic_map *)bset2);
8386 }
8387
8388 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8389 {
8390         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8391         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8392
8393         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8394 }
8395
8396 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8397  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8398  * meaning of any possible other copies of map.
8399  */
8400 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8401 {
8402         int i, j;
8403         struct isl_basic_map *bmap;
8404
8405         if (!map)
8406                 return NULL;
8407         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8408                 return map;
8409         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8410                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8411                 if (!bmap)
8412                         goto error;
8413                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8414                 map->p[i] = bmap;
8415         }
8416         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8417         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8418         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8419         if (!map)
8420                 return NULL;
8421         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8422                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8423                         continue;
8424                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8425                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8426                         map->p[j-1] = map->p[j];
8427                 map->n--;
8428         }
8429         return map;
8430 error:
8431         isl_map_free(map);
8432         return NULL;
8433
8434 }
8435
8436 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8437 {
8438         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8439 }
8440
8441 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8442 {
8443         int i;
8444         int equal;
8445
8446         if (!map1 || !map2)
8447                 return -1;
8448
8449         if (map1 == map2)
8450                 return 1;
8451         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8452                 return 0;
8453
8454         map1 = isl_map_copy(map1);
8455         map2 = isl_map_copy(map2);
8456         map1 = isl_map_normalize(map1);
8457         map2 = isl_map_normalize(map2);
8458         if (!map1 || !map2)
8459                 goto error;
8460         equal = map1->n == map2->n;
8461         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8462                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8463                 if (equal < 0)
8464                         goto error;
8465         }
8466         isl_map_free(map1);
8467         isl_map_free(map2);
8468         return equal;
8469 error:
8470         isl_map_free(map1);
8471         isl_map_free(map2);
8472         return -1;
8473 }
8474
8475 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8476 {
8477         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8478 }
8479
8480 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8481 {
8482         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8483                                                 (struct isl_map *)set2);
8484 }
8485
8486 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8487 {
8488         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8489 }
8490
8491 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8492  */
8493 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8494         isl_int min, isl_int max)
8495 {
8496         int k;
8497         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8498
8499         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8500         if (!bset)
8501                 goto error;
8502
8503         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8504         if (k < 0)
8505                 goto error;
8506         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8507         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8508
8509         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8510         if (k < 0)
8511                 goto error;
8512         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8513         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8514
8515         return bset;
8516 error:
8517         isl_basic_set_free(bset);
8518         return NULL;
8519 }
8520
8521 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8522  */
8523 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8524         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8525 {
8526         int i;
8527         unsigned dim;
8528         unsigned nparam;
8529         unsigned extra;
8530         unsigned n_eq;
8531         unsigned n_ineq;
8532         struct isl_basic_set *product = NULL;
8533
8534         if (!list)
8535                 goto error;
8536         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8537         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8538         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8539         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8540         extra = list->p[0]->n_div;
8541         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8542         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8543         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8544                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8545                 isl_assert(list->ctx,
8546                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8547                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8548                 extra += list->p[i]->n_div;
8549                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8550                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8551         }
8552         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8553                                         n_eq, n_ineq);
8554         if (!product)
8555                 goto error;
8556         dim = 0;
8557         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8558                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8559                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8560                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8561         }
8562         isl_basic_set_list_free(list);
8563         return product;
8564 error:
8565         isl_basic_set_free(product);
8566         isl_basic_set_list_free(list);
8567         return NULL;
8568 }
8569
8570 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8571                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8572 {
8573         isl_space *dim_result = NULL;
8574         struct isl_basic_map *bmap;
8575         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8576         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8577
8578         if (!bmap1 || !bmap2)
8579                 goto error;
8580
8581         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8582                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8583         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8584                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8585
8586         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8587         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8588         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8589         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8590         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8591
8592         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8593         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8594         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8595         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8596         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8597         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8598         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8599         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8600         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8601         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8602         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8603
8604         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8605                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8606                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8607                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8608         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8609         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8610         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8612 error:
8613         isl_basic_map_free(bmap1);
8614         isl_basic_map_free(bmap2);
8615         return NULL;
8616 }
8617
8618 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8619         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8620 {
8621         isl_basic_map *prod;
8622
8623         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8624         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8625         return prod;
8626 }
8627
8628 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8629         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8630 {
8631         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8632 }
8633
8634 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8635         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8636 {
8637         isl_space *space_result = NULL;
8638         isl_basic_map *bmap;
8639         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8640         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8641
8642         if (!bmap1 || !bmap2)
8643                 goto error;
8644
8645         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8646                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8647
8648         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8649         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8650         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8651         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8652
8653         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8654         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8655         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8656         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8657         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8658         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8659         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8660         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8661         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8662         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8663         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8664
8665         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8666                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8667                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8668                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8669         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8670         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8671         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8672         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8673 error:
8674         isl_basic_map_free(bmap1);
8675         isl_basic_map_free(bmap2);
8676         return NULL;
8677 }
8678
8679 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8680         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8681 {
8682         isl_space *dim_result = NULL;
8683         isl_basic_map *bmap;
8684         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8685         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8686
8687         if (!bmap1 || !bmap2)
8688                 goto error;
8689
8690         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8691                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8692                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8693                         "parameters don't match", goto error);
8694
8695         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8696                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8697
8698         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8699         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8700         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8701         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8702
8703         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8704         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8705         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8706         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8707         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8708         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8709         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8710         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8711         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8712         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8713         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8714
8715         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8716                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8717                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8718                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8719         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8720         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8721         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8722         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8723 error:
8724         isl_basic_map_free(bmap1);
8725         isl_basic_map_free(bmap2);
8726         return NULL;
8727 }
8728
8729 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8730         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8731 {
8732         isl_basic_map *prod;
8733
8734         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8735         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8736         return prod;
8737 }
8738
8739 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8740         __isl_take isl_map *map2,
8741         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8742                                            __isl_take isl_space *right),
8743         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8744                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8745 {
8746         unsigned flags = 0;
8747         struct isl_map *result;
8748         int i, j;
8749
8750         if (!map1 || !map2)
8751                 goto error;
8752
8753         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8754                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8755
8756         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8757             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8758                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8759
8760         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8761                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8762                                 map1->n * map2->n, flags);
8763         if (!result)
8764                 goto error;
8765         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8766                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8767                         struct isl_basic_map *part;
8768                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8769                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8770                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8771                                 isl_basic_map_free(part);
8772                         else
8773                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8774                         if (!result)
8775                                 goto error;
8776                 }
8777         isl_map_free(map1);
8778         isl_map_free(map2);
8779         return result;
8780 error:
8781         isl_map_free(map1);
8782         isl_map_free(map2);
8783         return NULL;
8784 }
8785
8786 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8787  */
8788 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8789         __isl_take isl_map *map2)
8790 {
8791         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8792 }
8793
8794 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8795         __isl_take isl_map *map2)
8796 {
8797         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8798 }
8799
8800 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8801  */
8802 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8803         __isl_take isl_map *map2)
8804 {
8805         isl_map *prod;
8806
8807         prod = isl_map_product(map1, map2);
8808         prod = isl_map_flatten(prod);
8809         return prod;
8810 }
8811
8812 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8813  */
8814 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8815 {
8816         return isl_map_range_product(set1, set2);
8817 }
8818
8819 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8820         __isl_take isl_set *set2)
8821 {
8822         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8823 }
8824
8825 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8826  */
8827 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8828         __isl_take isl_map *map2)
8829 {
8830         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8831                                 &isl_basic_map_domain_product);
8832 }
8833
8834 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8835  */
8836 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8837         __isl_take isl_map *map2)
8838 {
8839         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8840                                 &isl_basic_map_range_product);
8841 }
8842
8843 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8844         __isl_take isl_map *map2)
8845 {
8846         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8847                                                 &map_domain_product_aligned);
8848 }
8849
8850 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8851         __isl_take isl_map *map2)
8852 {
8853         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8854                                                 &map_range_product_aligned);
8855 }
8856
8857 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8858  */
8859 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8860         __isl_take isl_map *map2)
8861 {
8862         isl_map *prod;
8863
8864         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8865         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8866         return prod;
8867 }
8868
8869 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8870  */
8871 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8872         __isl_take isl_map *map2)
8873 {
8874         isl_map *prod;
8875
8876         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8877         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8878         return prod;
8879 }
8880
8881 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8882 {
8883         int i;
8884         uint32_t hash = isl_hash_init();
8885         unsigned total;
8886
8887         if (!bmap)
8888                 return 0;
8889         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8890         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8891         if (!bmap)
8892                 return 0;
8893         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8894         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8895         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8896                 uint32_t c_hash;
8897                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8898                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8899         }
8900         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8901         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8902                 uint32_t c_hash;
8903                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8904                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8905         }
8906         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8907         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8908                 uint32_t c_hash;
8909                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8910                         continue;
8911                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8912                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8913                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8914         }
8915         isl_basic_map_free(bmap);
8916         return hash;
8917 }
8918
8919 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8920 {
8921         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8922 }
8923
8924 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8925 {
8926         int i;
8927         uint32_t hash;
8928
8929         if (!map)
8930                 return 0;
8931         map = isl_map_copy(map);
8932         map = isl_map_normalize(map);
8933         if (!map)
8934                 return 0;
8935
8936         hash = isl_hash_init();
8937         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8938                 uint32_t bmap_hash;
8939                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8940                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8941         }
8942                 
8943         isl_map_free(map);
8944
8945         return hash;
8946 }
8947
8948 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8949 {
8950         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8951 }
8952
8953 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8954  * by the values of the other parameters and variables.
8955  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8956  */
8957 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8958 {
8959         int i;
8960         unsigned nparam;
8961
8962         if (!bset)
8963                 return -1;
8964         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8965         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8966                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8967                         return 1;
8968         return 0;
8969 }
8970
8971 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8972  * by the values of the other parameters and variables.
8973  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8974  * for each of the subsets.
8975  */
8976 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8977 {
8978         int i;
8979
8980         if (!set)
8981                 return -1;
8982         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8983                 int unique;
8984                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8985                 if (unique != 1)
8986                         return unique;
8987         }
8988         return 1;
8989 }
8990
8991 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8992 {
8993         return set ? set->n : 0;
8994 }
8995
8996 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8997         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8998 {
8999         int i;
9000
9001         if (!map)
9002                 return -1;
9003
9004         for (i = 0; i < map->n; ++i)
9005                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
9006                         return -1;
9007
9008         return 0;
9009 }
9010
9011 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9012         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9013 {
9014         int i;
9015
9016         if (!set)
9017                 return -1;
9018
9019         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9020                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9021                         return -1;
9022
9023         return 0;
9024 }
9025
9026 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9027 {
9028         isl_space *dim;
9029
9030         if (!bset)
9031                 return NULL;
9032
9033         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9034         if (!bset)
9035                 return NULL;
9036
9037         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9038         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9039         if (!dim)
9040                 goto error;
9041         isl_space_free(bset->dim);
9042         bset->dim = dim;
9043         bset->extra -= bset->n_div;
9044         bset->n_div = 0;
9045
9046         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9047
9048         return bset;
9049 error:
9050         isl_basic_set_free(bset);
9051         return NULL;
9052 }
9053
9054 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9055 {
9056         int i;
9057         isl_space *dim;
9058         unsigned n_div;
9059
9060         set = isl_set_align_divs(set);
9061
9062         if (!set)
9063                 return NULL;
9064
9065         set = isl_set_cow(set);
9066         if (!set)
9067                 return NULL;
9068
9069         n_div = set->p[0]->n_div;
9070         dim = isl_set_get_space(set);
9071         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9072         if (!dim)
9073                 goto error;
9074         isl_space_free(set->dim);
9075         set->dim = dim;
9076
9077         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9078                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9079                 if (!set->p[i])
9080                         goto error;
9081         }
9082
9083         return set;
9084 error:
9085         isl_set_free(set);
9086         return NULL;
9087 }
9088
9089 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9090 {
9091         isl_space *dim;
9092         struct isl_basic_map *bmap;
9093         unsigned n_set;
9094         unsigned n_div;
9095         unsigned n_param;
9096         unsigned total;
9097         int i, k, l;
9098
9099         set = isl_set_align_divs(set);
9100
9101         if (!set)
9102                 return NULL;
9103
9104         dim = isl_set_get_space(set);
9105         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9106                 isl_set_free(set);
9107                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9108         }
9109
9110         n_div = set->p[0]->n_div;
9111         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9112         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9113         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9114         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9115         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9116         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9117                 bmap = var_equal(bmap, i);
9118
9119         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9120         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9121                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9122                 if (k < 0)
9123                         goto error;
9124                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9125                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9126                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9127                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9128                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9129                             set->p[0]->div[i][0]);
9130
9131                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9132                 if (l < 0)
9133                         goto error;
9134                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9135                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9136                             set->p[0]->div[i][0]);
9137                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9138         }
9139
9140         isl_set_free(set);
9141         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9142         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9143         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9144 error:
9145         isl_set_free(set);
9146         isl_basic_map_free(bmap);
9147         return NULL;
9148 }
9149
9150 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9151 {
9152         unsigned dim;
9153         int size = 0;
9154
9155         if (!bset)
9156                 return -1;
9157
9158         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9159         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9160         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9161         size += bset->n_div * (2 + dim);
9162
9163         return size;
9164 }
9165
9166 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9167 {
9168         int i;
9169         int size = 0;
9170
9171         if (!set)
9172                 return -1;
9173
9174         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9175                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9176
9177         return size;
9178 }
9179
9180 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9181  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9182  */
9183 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9184         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9185 {
9186         int i;
9187
9188         if (!bmap)
9189                 return -1;
9190
9191         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9192
9193         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9194
9195         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9196                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9197                         continue;
9198                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9199                         return 1;
9200         }
9201
9202         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9203                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9204                         return 1;
9205
9206         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9207                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9208                 if (sgn > 0)
9209                         lower = 1;
9210                 if (sgn < 0)
9211                         upper = 1;
9212         }
9213
9214         return lower && upper;
9215 }
9216
9217 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9218         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9219 {
9220         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9221 }
9222
9223 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9224         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9225 {
9226         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9227 }
9228
9229 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9230         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9231 {
9232         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9233 }
9234
9235 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9236         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9237 {
9238         int i;
9239
9240         if (!map)
9241                 return -1;
9242
9243         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9244                 int bounded;
9245                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9246                 if (bounded < 0 || !bounded)
9247                         return bounded;
9248         }
9249
9250         return 1;
9251 }
9252
9253 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9254  * and a lower bound.
9255  */
9256 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9257         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9258 {
9259         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9260 }
9261
9262 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9263  */
9264 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9265         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9266         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9267                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9268 {
9269         int i;
9270
9271         if (!map)
9272                 return -1;
9273
9274         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9275                 int bounded;
9276                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9277                 if (bounded < 0 || bounded)
9278                         return bounded;
9279         }
9280
9281         return 0;
9282 }
9283
9284 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9285  */
9286 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9287         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9288 {
9289         return has_any_bound(set, type, pos,
9290                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9291 }
9292
9293 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9294  */
9295 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9296         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9297 {
9298         return has_any_bound(set, type, pos,
9299                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9300 }
9301
9302 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9303  */
9304 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9305         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9306         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9307                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9308 {
9309         int i;
9310
9311         if (!map)
9312                 return -1;
9313
9314         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9315                 int bounded;
9316                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9317                 if (bounded < 0 || !bounded)
9318                         return bounded;
9319         }
9320
9321         return 1;
9322 }
9323
9324 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9325  */
9326 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9327         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9328 {
9329         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9330 }
9331
9332 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9333  */
9334 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9335         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9336 {
9337         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9338 }
9339
9340 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9341  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9342  * elements of the array "signs".
9343  * Sign
9344  *      1 means that the variable is non-negative
9345  *      -1 means that the variable is non-positive
9346  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9347  */
9348 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9349         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9350 {
9351         isl_vec *bound = NULL;
9352         struct isl_tab *tab = NULL;
9353         struct isl_tab_undo *snap;
9354         int i;
9355
9356         if (!bset || !signs)
9357                 return -1;
9358
9359         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9360         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9361         if (!bound || !tab)
9362                 goto error;
9363
9364         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9365         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9366
9367         snap = isl_tab_snap(tab);
9368         for (i = 0; i < n; ++i) {
9369                 int empty;
9370
9371                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9372                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9373                         goto error;
9374                 empty = tab->empty;
9375                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9376                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9377                         goto error;
9378
9379                 if (empty) {
9380                         signs[i] = 1;
9381                         continue;
9382                 }
9383
9384                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9385                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9386                         goto error;
9387                 empty = tab->empty;
9388                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9389                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9390                         goto error;
9391
9392                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9393         }
9394
9395         isl_tab_free(tab);
9396         isl_vec_free(bound);
9397         return 0;
9398 error:
9399         isl_tab_free(tab);
9400         isl_vec_free(bound);
9401         return -1;
9402 }
9403
9404 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9405         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9406 {
9407         if (!bset || !signs)
9408                 return -1;
9409         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9410                 return -1);
9411
9412         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9413         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9414 }
9415
9416 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9417  * In particular, for each output dimension, check that there is
9418  * an equality that defines the output dimension in terms of
9419  * earlier dimensions.
9420  */
9421 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9422 {
9423         int i, j;
9424         unsigned total;
9425         unsigned n_out;
9426         unsigned o_out;
9427
9428         if (!bmap)
9429                 return -1;
9430
9431         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9432         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9433         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9434
9435         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9436                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9437                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9438                                 continue;
9439                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9440                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9441                                 break;
9442                 }
9443                 if (j >= bmap->n_eq)
9444                         return 0;
9445         }
9446
9447         return 1;
9448 }
9449
9450 /* Check if the given basic map is single-valued.
9451  * We simply compute
9452  *
9453  *      M \circ M^-1
9454  *
9455  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9456  */
9457 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9458 {
9459         isl_space *space;
9460         isl_basic_map *test;
9461         isl_basic_map *id;
9462         int sv;
9463
9464         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9465         if (sv < 0 || sv)
9466                 return sv;
9467
9468         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9469         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9470
9471         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9472         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9473         id = isl_basic_map_identity(space);
9474
9475         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9476
9477         isl_basic_map_free(test);
9478         isl_basic_map_free(id);
9479
9480         return sv;
9481 }
9482
9483 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9484  */
9485 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9486 {
9487         if (!map)
9488                 return -1;
9489         if (map->n == 0)
9490                 return 1;
9491         if (map->n >= 2)
9492                 return 0;
9493
9494         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9495 }
9496
9497 /* Check if the given map is single-valued.
9498  * We simply compute
9499  *
9500  *      M \circ M^-1
9501  *
9502  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9503  */
9504 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9505 {
9506         isl_space *dim;
9507         isl_map *test;
9508         isl_map *id;
9509         int sv;
9510
9511         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9512         if (sv < 0 || sv)
9513                 return sv;
9514
9515         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9516         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9517
9518         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9519         id = isl_map_identity(dim);
9520
9521         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9522
9523         isl_map_free(test);
9524         isl_map_free(id);
9525
9526         return sv;
9527 }
9528
9529 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9530 {
9531         int in;
9532
9533         map = isl_map_copy(map);
9534         map = isl_map_reverse(map);
9535         in = isl_map_is_single_valued(map);
9536         isl_map_free(map);
9537
9538         return in;
9539 }
9540
9541 /* Check if the given map is obviously injective.
9542  */
9543 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9544 {
9545         int in;
9546
9547         map = isl_map_copy(map);
9548         map = isl_map_reverse(map);
9549         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9550         isl_map_free(map);
9551
9552         return in;
9553 }
9554
9555 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9556 {
9557         int sv;
9558
9559         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9560         if (sv < 0 || !sv)
9561                 return sv;
9562
9563         return isl_map_is_injective(map);
9564 }
9565
9566 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9567 {
9568         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9569 }
9570
9571 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9572 {
9573         int ok;
9574         isl_set *delta;
9575
9576         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9577         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9578         isl_set_free(delta);
9579
9580         return ok;
9581 }
9582
9583 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9584 {
9585         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9586                 return 0;
9587         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9588                 return 0;
9589         return 1;
9590 }
9591
9592 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9593 {
9594         int i, j;
9595         unsigned nvar;
9596         unsigned ovar;
9597
9598         if (!bset)
9599                 return -1;
9600
9601         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9602                 return 0;
9603
9604         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9605         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9606         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9607                 int lower = 0, upper = 0;
9608                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9609                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9610                                 continue;
9611                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9612                                 return 0;
9613                         break;
9614                 }
9615                 if (i < bset->n_eq)
9616                         continue;
9617                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9618                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9619                                 continue;
9620                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9621                                 return 0;
9622                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9623                                 lower = 1;
9624                         else
9625                                 upper = 1;
9626                 }
9627                 if (!lower || !upper)
9628                         return 0;
9629         }
9630
9631         return 1;
9632 }
9633
9634 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9635 {
9636         if (!set)
9637                 return -1;
9638         if (set->n != 1)
9639                 return 0;
9640
9641         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9642 }
9643
9644 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9645 {
9646         if (!bset)
9647                 return -1;
9648         
9649         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9650 }
9651
9652 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9653 {
9654         if (!set)
9655                 return -1;
9656         
9657         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9658 }
9659
9660 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9661 {
9662         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9663         if (!bmap)
9664                 return NULL;
9665
9666         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9667         if (!bmap->dim)
9668                 goto error;
9669
9670         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9671
9672         return (isl_basic_set *)bmap;
9673 error:
9674         isl_basic_map_free(bmap);
9675         return NULL;
9676 }
9677
9678 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9679 {
9680         int i;
9681
9682         map = isl_map_cow(map);
9683         if (!map)
9684                 return NULL;
9685
9686         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9687                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9688                 if (!map->p[i])
9689                         goto error;
9690         }
9691         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9692         if (!map->dim)
9693                 goto error;
9694
9695         return (isl_set *)map;
9696 error:
9697         isl_map_free(map);
9698         return NULL;
9699 }
9700
9701 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9702 {
9703         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9704         if (!bset)
9705                 return NULL;
9706
9707         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9708         if (!bset->dim)
9709                 goto error;
9710
9711         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9712
9713         return (isl_basic_map *)bset;
9714 error:
9715         isl_basic_set_free(bset);
9716         return NULL;
9717 }
9718
9719 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9720 {
9721         int i;
9722
9723         if (!set)
9724                 return NULL;
9725
9726         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9727                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9728                         goto error);
9729
9730         set = isl_set_cow(set);
9731         if (!set)
9732                 return NULL;
9733
9734         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9735                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9736                 if (!set->p[i])
9737                         goto error;
9738         }
9739
9740         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9741         if (!set->dim)
9742                 goto error;
9743
9744         return (isl_map *)set;
9745 error:
9746         isl_set_free(set);
9747         return NULL;
9748 }
9749
9750 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9751         enum isl_dim_type type)
9752 {
9753         if (!bmap)
9754                 return NULL;
9755
9756         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9757                 return bmap;
9758
9759         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9760         if (!bmap)
9761                 return NULL;
9762
9763         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9764         if (!bmap->dim)
9765                 goto error;
9766
9767         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9768
9769         return bmap;
9770 error:
9771         isl_basic_map_free(bmap);
9772         return NULL;
9773 }
9774
9775 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9776         enum isl_dim_type type)
9777 {
9778         int i;
9779
9780         if (!map)
9781                 return NULL;
9782
9783         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9784                 return map;
9785
9786         map = isl_map_cow(map);
9787         if (!map)
9788                 return NULL;
9789
9790         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9791                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9792                 if (!map->p[i])
9793                         goto error;
9794         }
9795         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9796         if (!map->dim)
9797                 goto error;
9798
9799         return map;
9800 error:
9801         isl_map_free(map);
9802         return NULL;
9803 }
9804
9805 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9806 {
9807         if (!bmap)
9808                 return NULL;
9809
9810         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9811                 return bmap;
9812
9813         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9814         if (!bmap)
9815                 return NULL;
9816
9817         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9818         if (!bmap->dim)
9819                 goto error;
9820
9821         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9822
9823         return bmap;
9824 error:
9825         isl_basic_map_free(bmap);
9826         return NULL;
9827 }
9828
9829 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9830 {
9831         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9832 }
9833
9834 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9835         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9836 {
9837         if (!bmap)
9838                 return NULL;
9839
9840         if (!bmap->dim->nested[0])
9841                 return bmap;
9842
9843         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9844         if (!bmap)
9845                 return NULL;
9846
9847         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9848         if (!bmap->dim)
9849                 goto error;
9850
9851         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9852
9853         return bmap;
9854 error:
9855         isl_basic_map_free(bmap);
9856         return NULL;
9857 }
9858
9859 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9860         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9861 {
9862         if (!bmap)
9863                 return NULL;
9864
9865         if (!bmap->dim->nested[1])
9866                 return bmap;
9867
9868         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9869         if (!bmap)
9870                 return NULL;
9871
9872         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9873         if (!bmap->dim)
9874                 goto error;
9875
9876         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9877
9878         return bmap;
9879 error:
9880         isl_basic_map_free(bmap);
9881         return NULL;
9882 }
9883
9884 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9885 {
9886         int i;
9887
9888         if (!map)
9889                 return NULL;
9890
9891         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9892                 return map;
9893
9894         map = isl_map_cow(map);
9895         if (!map)
9896                 return NULL;
9897
9898         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9899                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9900                 if (!map->p[i])
9901                         goto error;
9902         }
9903         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9904         if (!map->dim)
9905                 goto error;
9906
9907         return map;
9908 error:
9909         isl_map_free(map);
9910         return NULL;
9911 }
9912
9913 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9914 {
9915         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9916 }
9917
9918 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9919 {
9920         isl_space *dim, *flat_dim;
9921         isl_map *map;
9922
9923         dim = isl_set_get_space(set);
9924         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9925         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9926         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9927
9928         return map;
9929 }
9930
9931 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9932 {
9933         int i;
9934
9935         if (!map)
9936                 return NULL;
9937
9938         if (!map->dim->nested[0])
9939                 return map;
9940
9941         map = isl_map_cow(map);
9942         if (!map)
9943                 return NULL;
9944
9945         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9946                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9947                 if (!map->p[i])
9948                         goto error;
9949         }
9950         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9951         if (!map->dim)
9952                 goto error;
9953
9954         return map;
9955 error:
9956         isl_map_free(map);
9957         return NULL;
9958 }
9959
9960 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9961 {
9962         int i;
9963
9964         if (!map)
9965                 return NULL;
9966
9967         if (!map->dim->nested[1])
9968                 return map;
9969
9970         map = isl_map_cow(map);
9971         if (!map)
9972                 return NULL;
9973
9974         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9975                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9976                 if (!map->p[i])
9977                         goto error;
9978         }
9979         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9980         if (!map->dim)
9981                 goto error;
9982
9983         return map;
9984 error:
9985         isl_map_free(map);
9986         return NULL;
9987 }
9988
9989 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9990  * and set the dimension specification to "dim".
9991  */
9992 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9993         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9994 {
9995         isl_basic_map *res;
9996         unsigned flags;
9997
9998         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9999         if (!bmap || !dim || !dim_map)
10000                 goto error;
10001
10002         flags = bmap->flags;
10003         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
10004         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
10005         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
10006         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
10007                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
10008         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
10009         if (res)
10010                 res->flags = flags;
10011         res = isl_basic_map_finalize(res);
10012         return res;
10013 error:
10014         free(dim_map);
10015         isl_basic_map_free(bmap);
10016         isl_space_free(dim);
10017         return NULL;
10018 }
10019
10020 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10021  */
10022 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10023         __isl_take isl_reordering *r)
10024 {
10025         int i;
10026         struct isl_dim_map *dim_map;
10027
10028         map = isl_map_cow(map);
10029         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10030         if (!map || !r || !dim_map)
10031                 goto error;
10032
10033         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10034                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10035
10036                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10037
10038                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10039                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10040
10041                 if (!map->p[i])
10042                         goto error;
10043         }
10044
10045         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10046
10047         isl_reordering_free(r);
10048         free(dim_map);
10049         return map;
10050 error:
10051         free(dim_map);
10052         isl_map_free(map);
10053         isl_reordering_free(r);
10054         return NULL;
10055 }
10056
10057 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10058         __isl_take isl_reordering *r)
10059 {
10060         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10061 }
10062
10063 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10064         __isl_take isl_space *model)
10065 {
10066         isl_ctx *ctx;
10067
10068         if (!map || !model)
10069                 goto error;
10070
10071         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10072         if (!isl_space_has_named_params(model))
10073                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10074                         "model has unnamed parameters", goto error);
10075         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10076                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10077                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10078         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10079                 isl_reordering *exp;
10080
10081                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10082                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10083                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10084                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10085                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10086                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10087                 map = isl_map_realign(map, exp);
10088         }
10089
10090         isl_space_free(model);
10091         return map;
10092 error:
10093         isl_space_free(model);
10094         isl_map_free(map);
10095         return NULL;
10096 }
10097
10098 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10099         __isl_take isl_space *model)
10100 {
10101         return isl_map_align_params(set, model);
10102 }
10103
10104 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10105  * additional parameters if needed.
10106  */
10107 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10108         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10109 {
10110         isl_ctx *ctx;
10111
10112         if (!bmap || !model)
10113                 goto error;
10114
10115         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10116         if (!isl_space_has_named_params(model))
10117                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10118                         "model has unnamed parameters", goto error);
10119         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10120                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10121                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10122         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10123                 isl_reordering *exp;
10124                 struct isl_dim_map *dim_map;
10125
10126                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10127                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10128                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10129                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10130                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10131                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10132                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10133                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10134                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10135                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10136                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10137                 isl_reordering_free(exp);
10138                 free(dim_map);
10139         }
10140
10141         isl_space_free(model);
10142         return bmap;
10143 error:
10144         isl_space_free(model);
10145         isl_basic_map_free(bmap);
10146         return NULL;
10147 }
10148
10149 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10150  * additional parameters if needed.
10151  */
10152 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10153         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10154 {
10155         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10156 }
10157
10158 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10159                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10160                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10161                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10162 {
10163         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10164         struct isl_mat *mat;
10165         int i, j, k;
10166         int pos;
10167
10168         if (!bmap)
10169                 return NULL;
10170         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10171                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10172         if (!mat)
10173                 return NULL;
10174         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10175                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10176                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10177                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10178                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10179                                             bmap->eq[i][off + k]);
10180                                 ++pos;
10181                         }
10182                 }
10183
10184         return mat;
10185 }
10186
10187 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10188                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10189                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10190                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10191 {
10192         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10193         struct isl_mat *mat;
10194         int i, j, k;
10195         int pos;
10196
10197         if (!bmap)
10198                 return NULL;
10199         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10200                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10201         if (!mat)
10202                 return NULL;
10203         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10204                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10205                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10206                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10207                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10208                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10209                                 ++pos;
10210                         }
10211                 }
10212
10213         return mat;
10214 }
10215
10216 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10217         __isl_take isl_space *dim,
10218         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10219         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10220         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10221 {
10222         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10223         isl_basic_map *bmap;
10224         unsigned total;
10225         unsigned extra;
10226         int i, j, k, l;
10227         int pos;
10228
10229         if (!dim || !eq || !ineq)
10230                 goto error;
10231
10232         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10233                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10234                         "equalities and inequalities matrices should have "
10235                         "same number of columns", goto error);
10236
10237         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10238
10239         if (eq->n_col < total)
10240                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10241                         "number of columns too small", goto error);
10242
10243         extra = eq->n_col - total;
10244
10245         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10246                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10247         if (!bmap)
10248                 goto error;
10249         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10250                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10251                 if (k < 0)
10252                         goto error;
10253                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10254         }
10255         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10256                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10257                 if (l < 0)
10258                         goto error;
10259                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10260                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10261                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10262                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10263                                             eq->row[i][pos]);
10264                                 ++pos;
10265                         }
10266                 }
10267         }
10268         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10269                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10270                 if (l < 0)
10271                         goto error;
10272                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10273                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10274                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10275                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10276                                             ineq->row[i][pos]);
10277                                 ++pos;
10278                         }
10279                 }
10280         }
10281
10282         isl_space_free(dim);
10283         isl_mat_free(eq);
10284         isl_mat_free(ineq);
10285
10286         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10287         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10288 error:
10289         isl_space_free(dim);
10290         isl_mat_free(eq);
10291         isl_mat_free(ineq);
10292         return NULL;
10293 }
10294
10295 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10296         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10297         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10298 {
10299         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10300                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10301 }
10302
10303 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10304         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10305         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10306 {
10307         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10308                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10309 }
10310
10311 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10312         __isl_take isl_space *dim,
10313         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10314         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10315 {
10316         return (isl_basic_set*)
10317             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10318                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10319 }
10320
10321 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10322 {
10323         if (!bmap)
10324                 return -1;
10325         
10326         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10327 }
10328
10329 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10330 {
10331         if (!map)
10332                 return -1;
10333         
10334         return isl_space_can_zip(map->dim);
10335 }
10336
10337 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10338  * (A -> C) -> (B -> D).
10339  */
10340 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10341 {
10342         unsigned pos;
10343         unsigned n1;
10344         unsigned n2;
10345
10346         if (!bmap)
10347                 return NULL;
10348
10349         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10350                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10351                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10352         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10353                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10354         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10355         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10356         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10357         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10358         if (!bmap)
10359                 return NULL;
10360         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10361         if (!bmap->dim)
10362                 goto error;
10363         return bmap;
10364 error:
10365         isl_basic_map_free(bmap);
10366         return NULL;
10367 }
10368
10369 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10370  * (A -> C) -> (B -> D).
10371  */
10372 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10373 {
10374         int i;
10375
10376         if (!map)
10377                 return NULL;
10378
10379         if (!isl_map_can_zip(map))
10380                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10381                         goto error);
10382
10383         map = isl_map_cow(map);
10384         if (!map)
10385                 return NULL;
10386
10387         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10388                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10389                 if (!map->p[i])
10390                         goto error;
10391         }
10392
10393         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10394         if (!map->dim)
10395                 goto error;
10396
10397         return map;
10398 error:
10399         isl_map_free(map);
10400         return NULL;
10401 }
10402
10403 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10404  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10405  */
10406 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10407 {
10408         if (!bmap)
10409                 return -1;
10410
10411         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10412 }
10413
10414 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10415  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10416  */
10417 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10418 {
10419         if (!map)
10420                 return -1;
10421
10422         return isl_space_can_curry(map->dim);
10423 }
10424
10425 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10426  * A -> (B -> C).
10427  */
10428 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10429 {
10430
10431         if (!bmap)
10432                 return NULL;
10433
10434         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10435                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10436                         "basic map cannot be curried", goto error);
10437         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10438         if (!bmap)
10439                 return NULL;
10440         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10441         if (!bmap->dim)
10442                 goto error;
10443         return bmap;
10444 error:
10445         isl_basic_map_free(bmap);
10446         return NULL;
10447 }
10448
10449 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10450  * A -> (B -> C).
10451  */
10452 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10453 {
10454         int i;
10455
10456         if (!map)
10457                 return NULL;
10458
10459         if (!isl_map_can_curry(map))
10460                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10461                         goto error);
10462
10463         map = isl_map_cow(map);
10464         if (!map)
10465                 return NULL;
10466
10467         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10468                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10469                 if (!map->p[i])
10470                         goto error;
10471         }
10472
10473         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10474         if (!map->dim)
10475                 goto error;
10476
10477         return map;
10478 error:
10479         isl_map_free(map);
10480         return NULL;
10481 }
10482
10483 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10484  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10485  */
10486 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10487 {
10488         if (!bmap)
10489                 return -1;
10490
10491         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10492 }
10493
10494 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10495  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10496  */
10497 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10498 {
10499         if (!map)
10500                 return -1;
10501
10502         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10503 }
10504
10505 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10506  * (A -> B) -> C.
10507  */
10508 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10509 {
10510
10511         if (!bmap)
10512                 return NULL;
10513
10514         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10515                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10516                         "basic map cannot be uncurried",
10517                         return isl_basic_map_free(bmap));
10518         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10519         if (!bmap)
10520                 return NULL;
10521         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10522         if (!bmap->dim)
10523                 return isl_basic_map_free(bmap);
10524         return bmap;
10525 }
10526
10527 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10528  * (A -> B) -> C.
10529  */
10530 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10531 {
10532         int i;
10533
10534         if (!map)
10535                 return NULL;
10536
10537         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10538                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10539                         return isl_map_free(map));
10540
10541         map = isl_map_cow(map);
10542         if (!map)
10543                 return NULL;
10544
10545         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10546                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10547                 if (!map->p[i])
10548                         return isl_map_free(map);
10549         }
10550
10551         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10552         if (!map->dim)
10553                 return isl_map_free(map);
10554
10555         return map;
10556 }
10557
10558 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10559  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10560  */
10561 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10562 {
10563         int k;
10564         int pos;
10565         isl_local_space *ls;
10566         isl_basic_map *bmap;
10567
10568         if (!aff)
10569                 return NULL;
10570
10571         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10572         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10573         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10574         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10575         if (k < 0)
10576                 goto error;
10577
10578         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10579         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10580         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10581         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10582                     aff->v->size - (pos + 1));
10583
10584         isl_aff_free(aff);
10585         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10586         return bmap;
10587 error:
10588         isl_aff_free(aff);
10589         isl_basic_map_free(bmap);
10590         return NULL;
10591 }
10592
10593 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10594  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10595  */
10596 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10597 {
10598         isl_basic_map *bmap;
10599
10600         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10601         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10602 }
10603
10604 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10605  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10606  * corresponding affine expression.
10607  */
10608 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10609         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10610 {
10611         int i;
10612         isl_space *space;
10613         isl_basic_map *bmap;
10614
10615         if (!maff)
10616                 return NULL;
10617
10618         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10619                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10620                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10621
10622         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10623         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10624
10625         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10626                 isl_aff *aff;
10627                 isl_basic_map *bmap_i;
10628
10629                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10630                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10631
10632                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10633         }
10634
10635         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10636
10637         isl_multi_aff_free(maff);
10638         return bmap;
10639 }
10640
10641 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10642  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10643  * corresponding affine expression.
10644  */
10645 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10646 {
10647         isl_basic_map *bmap;
10648
10649         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10650         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10651 }
10652
10653 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10654  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10655  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10656  * corresponding affine expression.
10657  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10658  * domain_dim.
10659  */
10660 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10661         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10662 {
10663         int i;
10664         isl_space *dim;
10665         isl_basic_map *bmap;
10666
10667         if (!list)
10668                 return NULL;
10669
10670         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10671         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10672
10673         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10674                 isl_aff *aff;
10675                 isl_basic_map *bmap_i;
10676
10677                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10678                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10679
10680                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10681         }
10682
10683         isl_aff_list_free(list);
10684         return bmap;
10685 }
10686
10687 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10688         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10689 {
10690         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10691 }
10692
10693 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10694  */
10695 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10696         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10697 {
10698         isl_basic_map *bmap = NULL;
10699         int i;
10700
10701         if (!space)
10702                 return NULL;
10703
10704         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10705                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10706                         "index out of bounds", goto error);
10707         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10708                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10709                         "index out of bounds", goto error);
10710
10711         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10712                 return isl_basic_map_universe(space);
10713
10714         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10715         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10716         if (i < 0)
10717                 goto error;
10718         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10719         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10720         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10721         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10722         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10723         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10724         isl_space_free(space);
10725         return bmap;
10726 error:
10727         isl_space_free(space);
10728         isl_basic_map_free(bmap);
10729         return NULL;
10730 }
10731
10732 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10733  */
10734 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10735         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10736 {
10737         isl_basic_map *eq;
10738
10739         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10740
10741         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10742
10743         return bmap;
10744 }
10745
10746 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10747  */
10748 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10749         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10750 {
10751         isl_basic_map *bmap;
10752
10753         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10754
10755         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10756
10757         return map;
10758 }
10759
10760 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10761  */
10762 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10763         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10764 {
10765         isl_basic_map *bmap = NULL;
10766         int i;
10767
10768         if (!map)
10769                 return NULL;
10770
10771         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10772                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10773                         "index out of bounds", goto error);
10774         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10775                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10776                         "index out of bounds", goto error);
10777
10778         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10779         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10780         if (i < 0)
10781                 goto error;
10782         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10783         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10784         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10785         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10786         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10787         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10788
10789         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10790
10791         return map;
10792 error:
10793         isl_basic_map_free(bmap);
10794         isl_map_free(map);
10795         return NULL;
10796 }
10797
10798 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10799  * greater than or equal to that of the second.
10800  */
10801 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10802         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10803 {
10804         isl_constraint *c;
10805         isl_local_space *ls;
10806
10807         if (!bmap)
10808                 return NULL;
10809
10810         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10811                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10812                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10813         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10814                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10815                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10816
10817         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10818                 return bmap;
10819
10820         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10821         c = isl_inequality_alloc(ls);
10822         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10823         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10824         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10825
10826         return bmap;
10827 }
10828
10829 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10830  * greater than that of the second.
10831  */
10832 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10833         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10834 {
10835         isl_basic_map *bmap = NULL;
10836         int i;
10837
10838         if (!map)
10839                 return NULL;
10840
10841         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10842                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10843                         "index out of bounds", goto error);
10844         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10845                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10846                         "index out of bounds", goto error);
10847
10848         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10849                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10850                 isl_map_free(map);
10851                 return isl_map_empty(space);
10852         }
10853
10854         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10855         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10856         if (i < 0)
10857                 goto error;
10858         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10859         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10860         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10861         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10862         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10863         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10864         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10865
10866         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10867
10868         return map;
10869 error:
10870         isl_basic_map_free(bmap);
10871         isl_map_free(map);
10872         return NULL;
10873 }
10874
10875 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10876  * smaller than that of the second.
10877  */
10878 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10879         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10880 {
10881         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10882 }
10883
10884 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10885         int pos)
10886 {
10887         isl_aff *div;
10888         isl_local_space *ls;
10889
10890         if (!bmap)
10891                 return NULL;
10892
10893         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10894                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10895                         "some divs are unknown", return NULL);
10896
10897         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10898         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10899         isl_local_space_free(ls);
10900
10901         return div;
10902 }
10903
10904 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10905         int pos)
10906 {
10907         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10908 }
10909
10910 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10911  *
10912  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10913  *
10914  *      f/d
10915  *
10916  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10917  *
10918  *      floor((a i + g)/m)
10919  *
10920  * is replaced by
10921  *
10922  *      floor((a f + d g)/(m d))
10923  *
10924  * Constraints of the form
10925  *
10926  *      a i + g
10927  *
10928  * are replaced by
10929  *
10930  *      a f + d g
10931  *
10932  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10933  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10934  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10935  */
10936 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10937         __isl_take isl_basic_set *bset,
10938         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10939 {
10940         int i;
10941         isl_int v;
10942         isl_ctx *ctx;
10943
10944         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10945                 return bset;
10946
10947         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10948         if (!bset || !subs)
10949                 goto error;
10950
10951         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10952         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10953                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10954                         "spaces don't match", goto error);
10955         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10956                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10957                         "cannot handle divs yet", goto error);
10958         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10959                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10960                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10961
10962         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10963
10964         isl_int_init(v);
10965
10966         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10967                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10968                         continue;
10969                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10970                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10971                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10972                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10973         }
10974
10975         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10976                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10977                         continue;
10978                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10979                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10980                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10981                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10982         }
10983
10984         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10985                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10986                         continue;
10987                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10988                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10989                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10990                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10991                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10992                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10993         }
10994
10995         isl_int_clear(v);
10996
10997         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10998         return isl_basic_set_finalize(bset);
10999 error:
11000         isl_basic_set_free(bset);
11001         return NULL;
11002 }
11003
11004 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
11005  */
11006 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
11007         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11008 {
11009         int i;
11010
11011         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
11012                 return set;
11013
11014         set = isl_set_cow(set);
11015         if (!set || !subs)
11016                 goto error;
11017
11018         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11019                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11020                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11021                         goto error;
11022         }
11023
11024         return set;
11025 error:
11026         isl_set_free(set);
11027         return NULL;
11028 }
11029
11030 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
11031  * Return -1 if anything is wrong.
11032  */
11033 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
11034         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11035 {
11036         int m;
11037         isl_space *ma_space;
11038
11039         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11040         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
11041         isl_space_free(ma_space);
11042         if (m >= 0 && !m)
11043                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11044                         "spaces don't match", return -1);
11045         return m;
11046 }
11047
11048 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11049  * Return -1 if anything is wrong.
11050  */
11051 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11052         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11053 {
11054         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11055 }
11056
11057 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11058  * of the other divs in "bset".
11059  */
11060 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11061         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11062 {
11063         int i;
11064         isl_local_space *ls;
11065
11066         if (n_div == 0)
11067                 return 0;
11068
11069         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11070         if (!ls)
11071                 return -1;
11072
11073         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11074                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11075                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11076                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11077                         goto error;
11078         }
11079
11080         isl_local_space_free(ls);
11081         return 0;
11082 error:
11083         isl_local_space_free(ls);
11084         return -1;
11085 }
11086
11087 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11088  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11089  * different from one?
11090  */
11091 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11092 {
11093         int i;
11094         int strides = 0;
11095
11096         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11097                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11098                         strides++;
11099
11100         return strides;
11101 }
11102
11103 /* For each affine expression in ma of the form
11104  *
11105  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11106  *
11107  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11108  * of the form
11109  *
11110  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11111  *
11112  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11113  */
11114 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11115         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11116 {
11117         int i, k;
11118         int div;
11119         int total;
11120
11121         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11122         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11123                 int len;
11124
11125                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11126                         continue;
11127                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11128                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11129                 if (div < 0 || k < 0)
11130                         goto error;
11131                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11132                 len = ma->p[i]->v->size;
11133                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11134                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11135                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11136                 total++;
11137         }
11138
11139         return bset;
11140 error:
11141         isl_basic_set_free(bset);
11142         return NULL;
11143 }
11144
11145 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11146  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11147  * that lives in the domain space of "ma".
11148  *
11149  * If bset is represented by
11150  *
11151  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11152  *
11153  * and ma is represented by
11154  *
11155  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11156  *
11157  * then the result is
11158  *
11159  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11160  *
11161  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11162  * In particular
11163  *
11164  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11165  *
11166  * becomes
11167  *
11168  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11169  *
11170  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11171  *
11172  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11173  *
11174  * the additional constraints are added to ensure that we only
11175  * map back integer points.  That is we enforce
11176  *
11177  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11178  *
11179  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11180  *
11181  * We first copy over the divs from "ma".
11182  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11183  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11184  */
11185 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11186         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11187 {
11188         int i, k;
11189         isl_space *space;
11190         isl_basic_set *res = NULL;
11191         int n_div_bset, n_div_ma;
11192         isl_int f, c1, c2, g;
11193         int rational, strides;
11194
11195         isl_int_init(f);
11196         isl_int_init(c1);
11197         isl_int_init(c2);
11198         isl_int_init(g);
11199
11200         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11201         if (!bset || !ma)
11202                 goto error;
11203         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11204                 goto error;
11205
11206         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11207         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11208
11209         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11210         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11211         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11212         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11213                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11214         if (rational)
11215                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11216
11217         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11218                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11219                         goto error;
11220
11221         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11222                 goto error;
11223
11224         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11225                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11226                 if (k < 0)
11227                         goto error;
11228                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11229                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11230         }
11231
11232         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11233                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11234                 if (k < 0)
11235                         goto error;
11236                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11237                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11238         }
11239
11240         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11241                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11242                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11243                         continue;
11244                 }
11245                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11246                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11247         }
11248
11249         if (strides)
11250                 res = add_ma_strides(res, ma);
11251
11252         isl_int_clear(f);
11253         isl_int_clear(c1);
11254         isl_int_clear(c2);
11255         isl_int_clear(g);
11256         isl_basic_set_free(bset);
11257         isl_multi_aff_free(ma);
11258         res = isl_basic_set_simplify(res);
11259         return isl_basic_set_finalize(res);
11260 error:
11261         isl_int_clear(f);
11262         isl_int_clear(c1);
11263         isl_int_clear(c2);
11264         isl_int_clear(g);
11265         isl_basic_set_free(bset);
11266         isl_multi_aff_free(ma);
11267         isl_basic_set_free(res);
11268         return NULL;
11269 }
11270
11271 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11272  * Return -1 if anything is wrong.
11273  */
11274 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11275         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11276 {
11277         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11278 }
11279
11280 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11281  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11282  * that lives in the domain space of "ma".
11283  */
11284 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11285         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11286 {
11287         int i;
11288
11289         set = isl_set_cow(set);
11290         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11291         if (!set || !ma)
11292                 goto error;
11293         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11294                 goto error;
11295
11296         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11297                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11298                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11299                 if (!set->p[i])
11300                         goto error;
11301         }
11302
11303         isl_space_free(set->dim);
11304         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11305         if (!set->dim)
11306                 goto error;
11307
11308         isl_multi_aff_free(ma);
11309         if (set->n > 1)
11310                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11311         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11312         return set;
11313 error:
11314         isl_multi_aff_free(ma);
11315         isl_set_free(set);
11316         return NULL;
11317 }
11318
11319 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11320         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11321 {
11322         if (!set || !ma)
11323                 goto error;
11324
11325         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11326                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11327
11328         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11329             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11330                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11331                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11332         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11333         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11334
11335         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11336 error:
11337         isl_multi_aff_free(ma);
11338         return isl_set_free(set);
11339 }
11340
11341 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11342  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11343  * that lives in the domain space of "pma".
11344  */
11345 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11346         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11347 {
11348         int i;
11349         isl_set *res;
11350
11351         if (!pma)
11352                 goto error;
11353
11354         if (pma->n == 0) {
11355                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11356                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11357                 isl_set_free(set);
11358                 return res;
11359         }
11360
11361         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11362                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11363         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11364
11365         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11366                 isl_set *res_i;
11367
11368                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11369                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11370                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11371                 res = isl_set_union(res, res_i);
11372         }
11373
11374         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11375         isl_set_free(set);
11376         return res;
11377 error:
11378         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11379         isl_set_free(set);
11380         return NULL;
11381 }
11382
11383 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11384         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11385 {
11386         if (!set || !pma)
11387                 goto error;
11388
11389         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11390                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11391
11392         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11393             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11394                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11395                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11396         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11397         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11398
11399         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11400 error:
11401         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11402         return isl_set_free(set);
11403 }