isl_map_coalesce: avoid dropping constraints redundant wrt implicit equalities
[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 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5342                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5343 {
5344         int i;
5345
5346         map = isl_map_cow(map);
5347         if (!map)
5348                 return NULL;
5349
5350         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5351         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5352                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5353                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5354                         goto error;
5355         }
5356         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5357         return map;
5358 error:
5359         isl_map_free(map);
5360         return NULL;
5361 }
5362
5363 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5364                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5365 {
5366         return (struct isl_set *)
5367                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5368 }
5369
5370 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5371                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5372 {
5373         int i;
5374
5375         map = isl_map_cow(map);
5376         if (!map)
5377                 return NULL;
5378
5379         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5380         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5381                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5382                 if (!map->p[i])
5383                         goto error;
5384         }
5385         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5386         return map;
5387 error:
5388         isl_map_free(map);
5389         return NULL;
5390 }
5391
5392 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5393                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5394 {
5395         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5396 }
5397
5398 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5399                 unsigned input, int value)
5400 {
5401         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5402 }
5403
5404 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5405 {
5406         return (struct isl_set *)
5407                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5408 }
5409
5410 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5411         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5412         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5413 {
5414         int j;
5415
5416         if (!bmap)
5417                 return NULL;
5418         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5419         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5420         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5421         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5422         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5423         if (j < 0)
5424                 goto error;
5425         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5426         if (upper) {
5427                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5428                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5429         } else {
5430                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5431                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5432         }
5433         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5434         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5435 error:
5436         isl_basic_map_free(bmap);
5437         return NULL;
5438 }
5439
5440 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5441         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5442         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5443 {
5444         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5445 }
5446
5447 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5448  */
5449 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5450         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5451         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5452 {
5453         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5454 }
5455
5456 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5457         unsigned dim, isl_int value)
5458 {
5459         int j;
5460
5461         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5462         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5463         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5464         if (j < 0)
5465                 goto error;
5466         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5467         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5468         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5469         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5470         return isl_basic_set_finalize(bset);
5471 error:
5472         isl_basic_set_free(bset);
5473         return NULL;
5474 }
5475
5476 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5477         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5478 {
5479         int i;
5480
5481         map = isl_map_cow(map);
5482         if (!map)
5483                 return NULL;
5484
5485         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5486         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5487                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5488                                                  type, pos, value, upper);
5489                 if (!map->p[i])
5490                         goto error;
5491         }
5492         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5493         return map;
5494 error:
5495         isl_map_free(map);
5496         return NULL;
5497 }
5498
5499 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5500         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5501 {
5502         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5503 }
5504
5505 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5506         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5507 {
5508         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5509 }
5510
5511 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5512                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5513 {
5514         return (struct isl_set *)
5515                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5516 }
5517
5518 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5519         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5520 {
5521         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5522 }
5523
5524 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5525  * is set) to "value".
5526  */
5527 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5528         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5529         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5530 {
5531         int j;
5532
5533         if (!bmap)
5534                 return NULL;
5535         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5536                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5537                         "index out of bounds", goto error);
5538         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5539         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5540         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5541         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5542         if (j < 0)
5543                 goto error;
5544         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5545         if (upper) {
5546                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5547                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5548         } else {
5549                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5550                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5551         }
5552         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5553         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5554 error:
5555         isl_basic_map_free(bmap);
5556         return NULL;
5557 }
5558
5559 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5560  * is set) to "value".
5561  */
5562 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5563         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5564 {
5565         int i;
5566
5567         map = isl_map_cow(map);
5568         if (!map)
5569                 return NULL;
5570
5571         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5572                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5573                         "index out of bounds", goto error);
5574         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5575                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5576                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5577                         goto error;
5578         }
5579         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5580         return map;
5581 error:
5582         isl_map_free(map);
5583         return NULL;
5584 }
5585
5586 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5588 {
5589         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5590 }
5591
5592 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5593         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5594 {
5595         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5596 }
5597
5598 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5599         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5600 {
5601         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5602 }
5603
5604 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5605         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5606 {
5607         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5608 }
5609
5610 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5611                                         isl_int value)
5612 {
5613         int i;
5614
5615         set = isl_set_cow(set);
5616         if (!set)
5617                 return NULL;
5618
5619         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5620         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5621                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5622                 if (!set->p[i])
5623                         goto error;
5624         }
5625         return set;
5626 error:
5627         isl_set_free(set);
5628         return NULL;
5629 }
5630
5631 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5632 {
5633         int i;
5634
5635         map = isl_map_cow(map);
5636         if (!map)
5637                 return NULL;
5638
5639         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5640         if (!map->dim)
5641                 goto error;
5642         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5643                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5644                 if (!map->p[i])
5645                         goto error;
5646         }
5647         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5648         return map;
5649 error:
5650         isl_map_free(map);
5651         return NULL;
5652 }
5653
5654 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5655                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5656                 struct isl_set **empty, int max)
5657 {
5658         if (!bmap)
5659                 goto error;
5660         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5661                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5662         else
5663                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5664 error:
5665         isl_basic_map_free(bmap);
5666         isl_basic_set_free(dom);
5667         if (empty)
5668                 *empty = NULL;
5669         return NULL;
5670 }
5671
5672 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5673                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5674                 struct isl_set **empty)
5675 {
5676         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5677 }
5678
5679 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5680                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5681                 struct isl_set **empty)
5682 {
5683         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5684 }
5685
5686 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5687                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5688                 struct isl_set **empty)
5689 {
5690         return (struct isl_set *)
5691                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5692                         dom, empty);
5693 }
5694
5695 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5696                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5697                 struct isl_set **empty)
5698 {
5699         return (struct isl_set *)
5700                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5701                         dom, empty);
5702 }
5703
5704 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5705         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5706         __isl_give isl_set **empty)
5707 {
5708         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5709 }
5710
5711 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5712         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5713         __isl_give isl_set **empty)
5714 {
5715         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5716 }
5717
5718 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5719         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5720         __isl_give isl_set **empty)
5721 {
5722         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5723 }
5724
5725 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5726         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5727         __isl_give isl_set **empty)
5728 {
5729         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5730 }
5731
5732 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5733         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5734 {
5735         isl_basic_set *dom = NULL;
5736         isl_space *dom_space;
5737
5738         if (!bmap)
5739                 goto error;
5740         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5741         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5742         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5743 error:
5744         isl_basic_map_free(bmap);
5745         return NULL;
5746 }
5747
5748 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5749         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5750 {
5751         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5752 }
5753
5754 #undef TYPE
5755 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5756 #undef SUFFIX
5757 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5758 #undef EMPTY
5759 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5760 #undef ADD
5761 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5762 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5763
5764 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5765  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5766  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5767  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5768  *
5769  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5770  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5771  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5772  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5773  * update both "res" and "todo".
5774  */
5775 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5776         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5777         __isl_give isl_set **empty, int max)
5778 {
5779         int i;
5780         isl_pw_multi_aff *res;
5781         isl_set *todo;
5782
5783         if (!map || !dom)
5784                 goto error;
5785
5786         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5787                 if (empty)
5788                         *empty = dom;
5789                 else
5790                         isl_set_free(dom);
5791                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5792         }
5793
5794         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5795                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5796                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5797
5798         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5799                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5800                 isl_set *todo_i;
5801
5802                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5803                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5804                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5805
5806                 if (max)
5807                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5808                 else
5809                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5810
5811                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5812         }
5813
5814         isl_set_free(dom);
5815         isl_map_free(map);
5816
5817         if (empty)
5818                 *empty = todo;
5819         else
5820                 isl_set_free(todo);
5821
5822         return res;
5823 error:
5824         if (empty)
5825                 *empty = NULL;
5826         isl_set_free(dom);
5827         isl_map_free(map);
5828         return NULL;
5829 }
5830
5831 #undef TYPE
5832 #define TYPE    isl_map
5833 #undef SUFFIX
5834 #define SUFFIX
5835 #undef EMPTY
5836 #define EMPTY   isl_map_empty
5837 #undef ADD
5838 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5839 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5840
5841 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5842  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5843  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5844  *
5845  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5846  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5847  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5848  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5849  * update both "res" and "todo".
5850  *
5851  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5852  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5853  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5854  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5855  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5856  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5857  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5858  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5859  * for the ith basic map, i.e.,
5860  *
5861  *      todo^i = todo^k * todo_i
5862  *
5863  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5864  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5865  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5866  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5867  * the lexicographic order.)
5868  * In practice, we compute
5869  *
5870  *      res^k * (res_i . "<=")
5871  *
5872  * and
5873  *
5874  *      res_i * (res^k . "<")
5875  *
5876  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5877  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5878  * that one, i.e.,
5879  *
5880  *      res^k * todo_i
5881  * and
5882  *      res_i * todo^k
5883  *
5884  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5885  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5886  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5887  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5888  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5889  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5890  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5891  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5892  * the previous basic maps.
5893  */
5894 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5895                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5896                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5897 {
5898         int i;
5899         struct isl_map *res;
5900         struct isl_set *todo;
5901
5902         if (!map || !dom)
5903                 goto error;
5904
5905         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5906                 if (empty)
5907                         *empty = dom;
5908                 else
5909                         isl_set_free(dom);
5910                 return map;
5911         }
5912
5913         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5914                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5915
5916         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5917                 isl_map *lt, *le;
5918                 isl_map *res_i;
5919                 isl_set *todo_i;
5920                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5921
5922                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5923                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5924
5925                 if (max) {
5926                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5927                         le = isl_map_lex_le(dim);
5928                 } else {
5929                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5930                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5931                 }
5932                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5933                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5934                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5935                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5936
5937                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5938                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5939                                                         isl_set_copy(todo_i));
5940                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5941                                                         isl_set_copy(todo));
5942                 }
5943
5944                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5945                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5946                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5947
5948                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5949         }
5950
5951         isl_set_free(dom);
5952         isl_map_free(map);
5953
5954         if (empty)
5955                 *empty = todo;
5956         else
5957                 isl_set_free(todo);
5958
5959         return res;
5960 error:
5961         if (empty)
5962                 *empty = NULL;
5963         isl_set_free(dom);
5964         isl_map_free(map);
5965         return NULL;
5966 }
5967
5968 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5969                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5970                 __isl_give isl_set **empty)
5971 {
5972         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5973 }
5974
5975 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5976                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5977                 __isl_give isl_set **empty)
5978 {
5979         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5980 }
5981
5982 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5983                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5984                 __isl_give isl_set **empty)
5985 {
5986         return (struct isl_set *)
5987                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5988                         dom, empty);
5989 }
5990
5991 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5992                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5993                 __isl_give isl_set **empty)
5994 {
5995         return (struct isl_set *)
5996                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5997                         dom, empty);
5998 }
5999
6000 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6001 {
6002         struct isl_basic_set *dom = NULL;
6003         isl_space *dom_dim;
6004
6005         if (!bmap)
6006                 goto error;
6007         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
6008         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
6009         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6010 error:
6011         isl_basic_map_free(bmap);
6012         return NULL;
6013 }
6014
6015 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6016 {
6017         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6018 }
6019
6020 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6021 {
6022         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6023 }
6024
6025 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6026 {
6027         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6028 }
6029
6030 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6031 {
6032         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6033 }
6034
6035 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6036 {
6037         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6038 }
6039
6040 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6041 {
6042         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6043 }
6044
6045 /* Extract the first and only affine expression from list
6046  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6047  * This domain is known to be disjoint from other domains
6048  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6049  */
6050 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6051         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6052 {
6053         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6054         isl_aff *aff;
6055         isl_pw_aff **pwaff = user;
6056         isl_pw_aff *pwaff_i;
6057
6058         if (!list)
6059                 goto error;
6060         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6061                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6062                         "expecting single element list", goto error);
6063
6064         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6065         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6066
6067         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6068
6069         isl_aff_list_free(list);
6070
6071         return 0;
6072 error:
6073         isl_basic_set_free(dom);
6074         isl_aff_list_free(list);
6075         return -1;
6076 }
6077
6078 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6079  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6080  *
6081  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6082  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6083  */
6084 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6085         int max)
6086 {
6087         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6088         isl_pw_aff *pwaff;
6089         int r;
6090
6091         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6092         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6093         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6094
6095         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6096         if (r < 0)
6097                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6098
6099         return pwaff;
6100 }
6101
6102 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6103  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6104  * but independently of the other output dimensions.
6105  *
6106  * We first project out the other output dimension and then compute
6107  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6108  * using isl_pw_aff_union_max.
6109  */
6110 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6111         int max)
6112 {
6113         int i;
6114         isl_pw_aff *pwaff;
6115         unsigned n_out;
6116
6117         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6118         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6119         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6120         if (!map)
6121                 return NULL;
6122
6123         if (map->n == 0) {
6124                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6125                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6126                 isl_map_free(map);
6127                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6128         }
6129
6130         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6131         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6132                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6133
6134                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6135                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6136         }
6137
6138         isl_map_free(map);
6139
6140         return pwaff;
6141 }
6142
6143 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6144  * parameters and input dimensions, but independently of
6145  * the other output dimensions.
6146  */
6147 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6148 {
6149         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6150 }
6151
6152 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6153  * as a function of the parameters,
6154  * but independently of the other set dimensions.
6155  */
6156 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6157         int max)
6158 {
6159         return map_dim_opt(set, pos, max);
6160 }
6161
6162 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6163  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6164  */
6165 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6166 {
6167         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6168 }
6169
6170 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6171  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6172  */
6173 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6174 {
6175         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6176 }
6177
6178 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6179  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6180  */
6181 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6182         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6183 {
6184         unsigned nparam;
6185
6186         if (!bset || !mat)
6187                 goto error;
6188
6189         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6190         if (!bset->dim)
6191                 goto error;
6192
6193         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6194
6195         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6196
6197         bset->dim->nparam = 0;
6198         bset->dim->n_out = nparam;
6199         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6200         if (bset) {
6201                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6202                 bset->dim->n_out = 0;
6203         }
6204         return bset;
6205 error:
6206         isl_mat_free(mat);
6207         isl_basic_set_free(bset);
6208         return NULL;
6209 }
6210
6211 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6212  * set is assumed to have only parameters and divs.
6213  */
6214 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6215         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6216 {
6217         isl_space *dim = NULL;
6218         unsigned nparam;
6219
6220         if (!set || !mat)
6221                 goto error;
6222
6223         dim = isl_space_copy(set->dim);
6224         dim = isl_space_cow(dim);
6225         if (!dim)
6226                 goto error;
6227
6228         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6229
6230         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6231
6232         dim->nparam = 0;
6233         dim->n_out = nparam;
6234         isl_set_reset_space(set, dim);
6235         set = isl_set_preimage(set, mat);
6236         if (!set)
6237                 goto error2;
6238         dim = isl_space_copy(set->dim);
6239         dim = isl_space_cow(dim);
6240         if (!dim)
6241                 goto error2;
6242         dim->nparam = dim->n_out;
6243         dim->n_out = 0;
6244         isl_set_reset_space(set, dim);
6245         return set;
6246 error:
6247         isl_space_free(dim);
6248         isl_mat_free(mat);
6249 error2:
6250         isl_set_free(set);
6251         return NULL;
6252 }
6253
6254 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6255  * equalities in "eq".
6256  */
6257 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6258         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6259 {
6260         int i, k;
6261         unsigned len;
6262
6263         if (!bset || !eq)
6264                 goto error;
6265
6266         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6267                                         eq->n_row, 0);
6268         if (!bset)
6269                 goto error;
6270
6271         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6272         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6273                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6274                 if (k < 0)
6275                         goto error;
6276                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6277                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6278         }
6279         isl_mat_free(eq);
6280
6281         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6282         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6283
6284         return bset;
6285 error:
6286         isl_mat_free(eq);
6287         isl_basic_set_free(bset);
6288         return NULL;
6289 }
6290
6291 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6292  * equalities in "eq".
6293  */
6294 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6295         struct isl_mat *eq)
6296 {
6297         int i;
6298
6299         if (!set || !eq)
6300                 goto error;
6301
6302         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6303                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6304                                         isl_mat_copy(eq));
6305                 if (!set->p[i])
6306                         goto error;
6307         }
6308         isl_mat_free(eq);
6309         return set;
6310 error:
6311         isl_mat_free(eq);
6312         isl_set_free(set);
6313         return NULL;
6314 }
6315
6316 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6317  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6318  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6319  * The output has the same parameters, but only
6320  * explicit existentially quantified variables.
6321  *
6322  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6323  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6324  * among the parameters by performing a variable compression on
6325  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6326  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6327  */
6328 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6329 {
6330         int i, j;
6331         struct isl_mat *eq;
6332         struct isl_mat *T, *T2;
6333         struct isl_set *set;
6334         unsigned nparam, n_div;
6335
6336         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6337         if (!bset)
6338                 return NULL;
6339
6340         if (bset->n_eq == 0)
6341                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6342
6343         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6344         if (!bset)
6345                 return NULL;
6346         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6347                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6348
6349         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6350         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6351
6352         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6353                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6354                         ++i;
6355         }
6356         if (i == bset->n_eq)
6357                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6358
6359         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6360                 0, 1 + nparam);
6361         eq = isl_mat_cow(eq);
6362         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6363         if (T && T->n_col == 0) {
6364                 isl_mat_free(T);
6365                 isl_mat_free(T2);
6366                 isl_mat_free(eq);
6367                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6368                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6369         }
6370         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6371
6372         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6373         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6374         set = set_append_equalities(set, eq);
6375         return set;
6376 }
6377
6378 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6379  * quantified variables.
6380  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6381  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6382  * no input or output dimensions and the dimension specification
6383  * is reset to that of the input.
6384  */
6385 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6386 {
6387         struct isl_basic_set *bset;
6388         struct isl_set *set;
6389         struct isl_map *map;
6390         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6391         unsigned         nparam;
6392         unsigned         n_in;
6393         unsigned         n_out;
6394
6395         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6396         if (!bmap)
6397                 return NULL;
6398
6399         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6400         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6401         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6402         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6403         if (!dim)
6404                 goto error;
6405
6406         orig_dim = bmap->dim;
6407         bmap->dim = dim;
6408         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6409
6410         set = parameter_compute_divs(bset);
6411         map = (struct isl_map *)set;
6412         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6413
6414         return map;
6415 error:
6416         isl_basic_map_free(bmap);
6417         return NULL;
6418 }
6419
6420 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6421 {
6422         int i;
6423         unsigned off;
6424
6425         if (!bmap)
6426                 return -1;
6427
6428         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6429         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6430                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6431                         return 0;
6432                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6433                                 return -1);
6434         }
6435         return 1;
6436 }
6437
6438 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6439 {
6440         int i;
6441
6442         if (!map)
6443                 return -1;
6444
6445         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6446                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6447                 if (known <= 0)
6448                         return known;
6449         }
6450
6451         return 1;
6452 }
6453
6454 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6455  * expressions for them.  However, this computation may be
6456  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6457  * strictly needed.
6458  */
6459 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6460 {
6461         int known;
6462         struct isl_map *map;
6463
6464         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6465         if (known < 0)
6466                 goto error;
6467         if (known)
6468                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6469
6470         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6471
6472         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6473         if (known < 0)
6474                 goto error;
6475         if (known)
6476                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6477
6478         map = compute_divs(bmap);
6479         return map;
6480 error:
6481         isl_basic_map_free(bmap);
6482         return NULL;
6483 }
6484
6485 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6486 {
6487         int i;
6488         int known;
6489         struct isl_map *res;
6490
6491         if (!map)
6492                 return NULL;
6493         if (map->n == 0)
6494                 return map;
6495
6496         known = map_divs_known(map);
6497         if (known < 0) {
6498                 isl_map_free(map);
6499                 return NULL;
6500         }
6501         if (known)
6502                 return map;
6503
6504         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6505         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6506                 struct isl_map *r2;
6507                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6508                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6509                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6510                 else
6511                         res = isl_map_union(res, r2);
6512         }
6513         isl_map_free(map);
6514
6515         return res;
6516 }
6517
6518 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6519 {
6520         return (struct isl_set *)
6521                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6522 }
6523
6524 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6525 {
6526         return (struct isl_set *)
6527                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6528 }
6529
6530 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6531 {
6532         int i;
6533         struct isl_set *set;
6534
6535         if (!map)
6536                 goto error;
6537
6538         map = isl_map_cow(map);
6539         if (!map)
6540                 return NULL;
6541
6542         set = (struct isl_set *)map;
6543         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6544         if (!set->dim)
6545                 goto error;
6546         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6547                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6548                 if (!set->p[i])
6549                         goto error;
6550         }
6551         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6552         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6553         return set;
6554 error:
6555         isl_map_free(map);
6556         return NULL;
6557 }
6558
6559 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6560  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6561  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6562  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6563  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6564  * may not be disjoint.
6565  *
6566  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6567  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6568  */
6569 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6570         __isl_take isl_map *map2)
6571 {
6572         int i;
6573         unsigned flags = 0;
6574         struct isl_map *map = NULL;
6575         int is_universe;
6576
6577         if (!map1 || !map2)
6578                 goto error;
6579
6580         if (map1->n == 0) {
6581                 isl_map_free(map1);
6582                 return map2;
6583         }
6584         if (map2->n == 0) {
6585                 isl_map_free(map2);
6586                 return map1;
6587         }
6588
6589         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6590         if (is_universe < 0)
6591                 goto error;
6592         if (is_universe) {
6593                 isl_map_free(map2);
6594                 return map1;
6595         }
6596
6597         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6598         if (is_universe < 0)
6599                 goto error;
6600         if (is_universe) {
6601                 isl_map_free(map1);
6602                 return map2;
6603         }
6604
6605         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6606
6607         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6608             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6609                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6610
6611         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6612                                 map1->n + map2->n, flags);
6613         if (!map)
6614                 goto error;
6615         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6616                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6617                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6618                 if (!map)
6619                         goto error;
6620         }
6621         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6622                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6623                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6624                 if (!map)
6625                         goto error;
6626         }
6627         isl_map_free(map1);
6628         isl_map_free(map2);
6629         return map;
6630 error:
6631         isl_map_free(map);
6632         isl_map_free(map1);
6633         isl_map_free(map2);
6634         return NULL;
6635 }
6636
6637 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6638         __isl_take isl_map *map2)
6639 {
6640         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6641 }
6642
6643 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6644 {
6645         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6646         if (!map1)
6647                 return NULL;
6648         if (map1->n > 1)
6649                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6650         return map1;
6651 }
6652
6653 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6654                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6655 {
6656         return (struct isl_set *)
6657                 isl_map_union_disjoint(
6658                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6659 }
6660
6661 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6662 {
6663         return (struct isl_set *)
6664                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6665 }
6666
6667 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6668  * the results.
6669  *
6670  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6671  */
6672 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6673         __isl_take isl_set *set,
6674         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6675                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6676 {
6677         unsigned flags = 0;
6678         struct isl_map *result;
6679         int i, j;
6680
6681         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6682                 isl_set_free(set);
6683                 return map;
6684         }
6685
6686         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6687             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6688                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6689
6690         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6691                                         map->n * set->n, flags);
6692         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6693                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6694                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6695                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6696                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6697                         if (!result)
6698                                 break;
6699                 }
6700
6701         isl_map_free(map);
6702         isl_set_free(set);
6703         return result;
6704 }
6705
6706 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6707         __isl_take isl_set *set)
6708 {
6709         if (!map || !set)
6710                 goto error;
6711
6712         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6713                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6714                         "incompatible spaces", goto error);
6715
6716         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6717 error:
6718         isl_map_free(map);
6719         isl_set_free(set);
6720         return NULL;
6721 }
6722
6723 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6724         __isl_take isl_set *set)
6725 {
6726         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6727 }
6728
6729 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6730         __isl_take isl_set *set)
6731 {
6732         if (!map || !set)
6733                 goto error;
6734
6735         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6736                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6737                         "incompatible spaces", goto error);
6738
6739         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6740 error:
6741         isl_map_free(map);
6742         isl_set_free(set);
6743         return NULL;
6744 }
6745
6746 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6747         __isl_take isl_set *set)
6748 {
6749         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6750                                                 &map_intersect_domain);
6751 }
6752
6753 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6754         __isl_take isl_map *map2)
6755 {
6756         if (!map1 || !map2)
6757                 goto error;
6758         map1 = isl_map_reverse(map1);
6759         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6760         return isl_map_reverse(map1);
6761 error:
6762         isl_map_free(map1);
6763         isl_map_free(map2);
6764         return NULL;
6765 }
6766
6767 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6768         __isl_take isl_map *map2)
6769 {
6770         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6771 }
6772
6773 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6774         __isl_take isl_map *map2)
6775 {
6776         isl_space *dim_result;
6777         struct isl_map *result;
6778         int i, j;
6779
6780         if (!map1 || !map2)
6781                 goto error;
6782
6783         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6784                                   isl_space_copy(map2->dim));
6785
6786         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6787         if (!result)
6788                 goto error;
6789         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6790                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6791                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6792                             isl_basic_map_apply_range(
6793                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6794                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6795                         if (!result)
6796                                 goto error;
6797                 }
6798         isl_map_free(map1);
6799         isl_map_free(map2);
6800         if (result && result->n <= 1)
6801                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6802         return result;
6803 error:
6804         isl_map_free(map1);
6805         isl_map_free(map2);
6806         return NULL;
6807 }
6808
6809 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6810         __isl_take isl_map *map2)
6811 {
6812         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6813 }
6814
6815 /*
6816  * returns range - domain
6817  */
6818 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6819 {
6820         isl_space *dims, *target_dim;
6821         struct isl_basic_set *bset;
6822         unsigned dim;
6823         unsigned nparam;
6824         int i;
6825
6826         if (!bmap)
6827                 goto error;
6828         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6829                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6830                    goto error);
6831         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6832         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6833         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6834         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6835         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6836         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6837         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6838         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6839         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6840         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6841                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6842                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6843                 if (j < 0) {
6844                         bset = isl_basic_set_free(bset);
6845                         break;
6846                 }
6847                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6848                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6849                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6850                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6851         }
6852         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6853         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6854         return bset;
6855 error:
6856         isl_basic_map_free(bmap);
6857         return NULL;
6858 }
6859
6860 /*
6861  * returns range - domain
6862  */
6863 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6864 {
6865         int i;
6866         isl_space *dim;
6867         struct isl_set *result;
6868
6869         if (!map)
6870                 return NULL;
6871
6872         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6873                                                  map->dim, isl_dim_out),
6874                    goto error);
6875         dim = isl_map_get_space(map);
6876         dim = isl_space_domain(dim);
6877         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6878         if (!result)
6879                 goto error;
6880         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6881                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6882                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6883         isl_map_free(map);
6884         return result;
6885 error:
6886         isl_map_free(map);
6887         return NULL;
6888 }
6889
6890 /*
6891  * returns [domain -> range] -> range - domain
6892  */
6893 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6894         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6895 {
6896         int i, k;
6897         isl_space *dim;
6898         isl_basic_map *domain;
6899         int nparam, n;
6900         unsigned total;
6901
6902         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6903                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6904                         "domain and range don't match", goto error);
6905
6906         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6907         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6908
6909         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6910         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6911
6912         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6913         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6914         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6915
6916         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6917
6918         for (i = 0; i < n; ++i) {
6919                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6920                 if (k < 0)
6921                         goto error;
6922                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6923                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6924                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6925                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6926         }
6927
6928         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6929         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6930 error:
6931         isl_basic_map_free(bmap);
6932         return NULL;
6933 }
6934
6935 /*
6936  * returns [domain -> range] -> range - domain
6937  */
6938 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6939 {
6940         int i;
6941         isl_space *domain_dim;
6942
6943         if (!map)
6944                 return NULL;
6945
6946         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6947                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6948                         "domain and range don't match", goto error);
6949
6950         map = isl_map_cow(map);
6951         if (!map)
6952                 return NULL;
6953
6954         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6955         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6956         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6957         if (!map->dim)
6958                 goto error;
6959         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6960                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6961                 if (!map->p[i])
6962                         goto error;
6963         }
6964         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6965         return map;
6966 error:
6967         isl_map_free(map);
6968         return NULL;
6969 }
6970
6971 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6972 {
6973         struct isl_basic_map *bmap;
6974         unsigned nparam;
6975         unsigned dim;
6976         int i;
6977
6978         if (!dims)
6979                 return NULL;
6980
6981         nparam = dims->nparam;
6982         dim = dims->n_out;
6983         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6984         if (!bmap)
6985                 goto error;
6986
6987         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6988                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6989                 if (j < 0)
6990                         goto error;
6991                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6992                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6993                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6994         }
6995         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6996 error:
6997         isl_basic_map_free(bmap);
6998         return NULL;
6999 }
7000
7001 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7002 {
7003         if (!dim)
7004                 return NULL;
7005         if (dim->n_in != dim->n_out)
7006                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7007                         "number of input and output dimensions needs to be "
7008                         "the same", goto error);
7009         return basic_map_identity(dim);
7010 error:
7011         isl_space_free(dim);
7012         return NULL;
7013 }
7014
7015 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7016 {
7017         if (!model || !model->dim)
7018                 return NULL;
7019         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7020 }
7021
7022 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7023 {
7024         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7025 }
7026
7027 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7028 {
7029         if (!model || !model->dim)
7030                 return NULL;
7031         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7032 }
7033
7034 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7035 {
7036         if (!model || !model->dim)
7037                 return NULL;
7038         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7039 }
7040
7041 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7042 {
7043         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7044         isl_map *id;
7045         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7046         return isl_map_intersect_range(id, set);
7047 }
7048
7049 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7050  * values.
7051  */
7052 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7053         __isl_take isl_space *space)
7054 {
7055         int i;
7056         unsigned nparam;
7057         unsigned dim;
7058         struct isl_basic_set *bset;
7059
7060         if (!space)
7061                 return NULL;
7062         nparam = space->nparam;
7063         dim = space->n_out;
7064         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7065         if (!bset)
7066                 return NULL;
7067         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7068                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7069                 if (k < 0)
7070                         goto error;
7071                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7072                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7073         }
7074         return bset;
7075 error:
7076         isl_basic_set_free(bset);
7077         return NULL;
7078 }
7079
7080 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7081  */
7082 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7083         int pos)
7084 {
7085         int k;
7086         isl_basic_set *nonneg;
7087
7088         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7089         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7090         if (k < 0)
7091                 goto error;
7092         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7093         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7094
7095         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7096 error:
7097         isl_basic_set_free(nonneg);
7098         return NULL;
7099 }
7100
7101 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7102  */
7103 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7104 {
7105         int k;
7106         isl_basic_set *neg;
7107
7108         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7109         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7110         if (k < 0)
7111                 goto error;
7112         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7113         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7114         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7115
7116         return isl_basic_set_finalize(neg);
7117 error:
7118         isl_basic_set_free(neg);
7119         return NULL;
7120 }
7121
7122 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7123         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7124 {
7125         int i;
7126         isl_basic_set *nonneg;
7127         isl_basic_set *neg;
7128
7129         if (!set)
7130                 return NULL;
7131         if (n == 0)
7132                 return set;
7133
7134         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7135
7136         for (i = 0; i < n; ++i) {
7137                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7138                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7139                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7140                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7141
7142                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7143         }
7144
7145         return set;
7146 error:
7147         isl_set_free(set);
7148         return NULL;
7149 }
7150
7151 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7152         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7153         void *user)
7154 {
7155         isl_set *half;
7156
7157         if (!set)
7158                 return -1;
7159         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7160                 isl_set_free(set);
7161                 return 0;
7162         }
7163         if (first == len)
7164                 return fn(set, signs, user);
7165
7166         signs[first] = 1;
7167         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7168                                                         1 + first));
7169         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7170         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7171                 goto error;
7172
7173         signs[first] = -1;
7174         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7175                                                         1 + first));
7176         half = isl_set_intersect(half, set);
7177         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7178 error:
7179         isl_set_free(set);
7180         return -1;
7181 }
7182
7183 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7184  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7185  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7186  * to the sign of the corresponding variable.
7187  */
7188 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7189         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7190         void *user)
7191 {
7192         unsigned nparam;
7193         unsigned nvar;
7194         int *signs;
7195         int r;
7196
7197         if (!set)
7198                 return -1;
7199         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7200                 return 0;
7201
7202         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7203         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7204
7205         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7206
7207         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7208                             fn, user);
7209
7210         free(signs);
7211
7212         return r;
7213 }
7214
7215 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7216 {
7217         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7218 }
7219
7220 int isl_basic_map_is_subset(
7221                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7222 {
7223         int is_subset;
7224         struct isl_map *map1;
7225         struct isl_map *map2;
7226
7227         if (!bmap1 || !bmap2)
7228                 return -1;
7229
7230         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7231         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7232
7233         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7234
7235         isl_map_free(map1);
7236         isl_map_free(map2);
7237
7238         return is_subset;
7239 }
7240
7241 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7242         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7243 {
7244         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7245 }
7246
7247 int isl_basic_map_is_equal(
7248                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7249 {
7250         int is_subset;
7251
7252         if (!bmap1 || !bmap2)
7253                 return -1;
7254         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7255         if (is_subset != 1)
7256                 return is_subset;
7257         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7258         return is_subset;
7259 }
7260
7261 int isl_basic_set_is_equal(
7262                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7263 {
7264         return isl_basic_map_is_equal(
7265                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7266 }
7267
7268 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7269 {
7270         int i;
7271         int is_empty;
7272
7273         if (!map)
7274                 return -1;
7275         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7276                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7277                 if (is_empty < 0)
7278                         return -1;
7279                 if (!is_empty)
7280                         return 0;
7281         }
7282         return 1;
7283 }
7284
7285 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7286 {
7287         return map ? map->n == 0 : -1;
7288 }
7289
7290 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7291 {
7292         return isl_map_plain_is_empty(map);
7293 }
7294
7295 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7296 {
7297         return set ? set->n == 0 : -1;
7298 }
7299
7300 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7301 {
7302         return isl_set_plain_is_empty(set);
7303 }
7304
7305 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7306 {
7307         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7308 }
7309
7310 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7311 {
7312         if (!map1 || !map2)
7313                 return -1;
7314
7315         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7316 }
7317
7318 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7319 {
7320         if (!set1 || !set2)
7321                 return -1;
7322
7323         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7324 }
7325
7326 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7327 {
7328         int is_subset;
7329
7330         if (!map1 || !map2)
7331                 return -1;
7332         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7333         if (is_subset != 1)
7334                 return is_subset;
7335         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7336         return is_subset;
7337 }
7338
7339 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7340 {
7341         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7342 }
7343
7344 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7345                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7346 {
7347         int is_subset;
7348
7349         if (!bmap1 || !bmap2)
7350                 return -1;
7351         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7352         if (is_subset != 1)
7353                 return is_subset;
7354         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7355         if (is_subset == -1)
7356                 return is_subset;
7357         return !is_subset;
7358 }
7359
7360 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7361 {
7362         int is_subset;
7363
7364         if (!map1 || !map2)
7365                 return -1;
7366         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7367         if (is_subset != 1)
7368                 return is_subset;
7369         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7370         if (is_subset == -1)
7371                 return is_subset;
7372         return !is_subset;
7373 }
7374
7375 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7376 {
7377         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7378 }
7379
7380 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7381 {
7382         if (!bmap)
7383                 return -1;
7384         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7385 }
7386
7387 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7388 {
7389         if (!bset)
7390                 return -1;
7391         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7392 }
7393
7394 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7395 {
7396         int i;
7397
7398         if (!map)
7399                 return -1;
7400
7401         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7402                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7403                 if (r < 0 || r)
7404                         return r;
7405         }
7406
7407         return 0;
7408 }
7409
7410 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7411 {
7412         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7413 }
7414
7415 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7416 {
7417         return isl_set_plain_is_universe(set);
7418 }
7419
7420 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7421 {
7422         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7423         struct isl_vec *sample = NULL;
7424         int empty;
7425         unsigned total;
7426
7427         if (!bmap)
7428                 return -1;
7429
7430         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7431                 return 1;
7432
7433         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7434                 return 0;
7435
7436         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7437                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7438                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7439                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7440                 isl_basic_map_free(copy);
7441                 return empty;
7442         }
7443
7444         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7445         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7446                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7447                 if (contains < 0)
7448                         return -1;
7449                 if (contains)
7450                         return 0;
7451         }
7452         isl_vec_free(bmap->sample);
7453         bmap->sample = NULL;
7454         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7455         if (!bset)
7456                 return -1;
7457         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7458         if (!sample)
7459                 return -1;
7460         empty = sample->size == 0;
7461         isl_vec_free(bmap->sample);
7462         bmap->sample = sample;
7463         if (empty)
7464                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7465
7466         return empty;
7467 }
7468
7469 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7470 {
7471         if (!bmap)
7472                 return -1;
7473         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7474 }
7475
7476 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7477 {
7478         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7479 }
7480
7481 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7482 {
7483         if (!bset)
7484                 return -1;
7485         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7486 }
7487
7488 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7489 {
7490         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7491 }
7492
7493 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7494 {
7495         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7496 }
7497
7498 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7499         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7500 {
7501         struct isl_map *map;
7502         if (!bmap1 || !bmap2)
7503                 goto error;
7504
7505         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7506
7507         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7508         if (!map)
7509                 goto error;
7510         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7511         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7512         return map;
7513 error:
7514         isl_basic_map_free(bmap1);
7515         isl_basic_map_free(bmap2);
7516         return NULL;
7517 }
7518
7519 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7520                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7521 {
7522         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7523                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7524                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7525 }
7526
7527 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7529 {
7530         int i;
7531         unsigned off;
7532
7533         if (!bmap)
7534                 return NULL;
7535
7536         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7537
7538         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7539                 int pos;
7540                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7541                         continue;
7542                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7543                                                             bmap->n_div-i);
7544                 if (pos == -1)
7545                         continue;
7546                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7547                 --i;
7548         }
7549         return bmap;
7550 }
7551
7552 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7553 {
7554         return (struct isl_basic_set *)
7555                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7556 }
7557
7558 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7559 {
7560         int i;
7561
7562         if (!map)
7563                 return 0;
7564
7565         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7566                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7567                 if (!map->p[i])
7568                         goto error;
7569         }
7570
7571         return map;
7572 error:
7573         isl_map_free(map);
7574         return NULL;
7575 }
7576
7577 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7578  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7579  * list of divs is given by "div".
7580  */
7581 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7582         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7583 {
7584         int i, j;
7585         int n_div;
7586
7587         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7588         if (!bset || !div)
7589                 goto error;
7590
7591         if (div->n_row < bset->n_div)
7592                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7593                         "not an expansion", goto error);
7594
7595         n_div = bset->n_div;
7596         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7597                                             div->n_row - n_div, 0,
7598                                             2 * (div->n_row - n_div));
7599
7600         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7601                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7602                         goto error;
7603
7604         j = n_div - 1;
7605         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7606                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7607                         if (i != j)
7608                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7609                         j--;
7610                 } else {
7611                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7612                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7613                                 goto error;
7614                 }
7615         }
7616
7617         isl_mat_free(div);
7618         return bset;
7619 error:
7620         isl_basic_set_free(bset);
7621         isl_mat_free(div);
7622         return NULL;
7623 }
7624
7625 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7626  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7627  * 
7628  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7629  * of the corresponding div in dst otherwise.
7630  */
7631 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7632                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7633 {
7634         int i;
7635
7636         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7637
7638         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7639         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7640                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7641                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7642                                                 dst->n_div - div) == -1)
7643                         return i;
7644         return -1;
7645 }
7646
7647 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7648                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7649 {
7650         int i;
7651         unsigned total;
7652
7653         if (!dst || !src)
7654                 goto error;
7655
7656         if (src->n_div == 0)
7657                 return dst;
7658
7659         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7660                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7661
7662         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7663         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7664         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7665                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7666         if (!dst)
7667                 return NULL;
7668         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7669         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7670                 int j = find_div(dst, src, i);
7671                 if (j < 0) {
7672                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7673                         if (j < 0)
7674                                 goto error;
7675                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7676                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7677                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7678                                 goto error;
7679                 }
7680                 if (j != i)
7681                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7682         }
7683         return dst;
7684 error:
7685         isl_basic_map_free(dst);
7686         return NULL;
7687 }
7688
7689 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7690                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7691 {
7692         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7693                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7694 }
7695
7696 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7697 {
7698         int i;
7699
7700         if (!map)
7701                 return NULL;
7702         if (map->n == 0)
7703                 return map;
7704         map = isl_map_compute_divs(map);
7705         map = isl_map_cow(map);
7706         if (!map)
7707                 return NULL;
7708
7709         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7710                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7711         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7712                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7713
7714         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7715         return map;
7716 }
7717
7718 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7719 {
7720         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7721 }
7722
7723 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7724         __isl_take isl_map *map)
7725 {
7726         if (!set || !map)
7727                 goto error;
7728         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7729         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7730         set = isl_map_range(map);
7731         return set;
7732 error:
7733         isl_set_free(set);
7734         isl_map_free(map);
7735         return NULL;
7736 }
7737
7738 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7739         __isl_take isl_map *map)
7740 {
7741         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7742 }
7743
7744 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7745  * the meaning of the set.
7746  */
7747 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7748 {
7749         int i;
7750
7751         if (!map)
7752                 return NULL;
7753
7754         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7755                 remove_if_empty(map, i);
7756
7757         return map;
7758 }
7759
7760 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7761 {
7762         return (struct isl_set *)
7763                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7764 }
7765
7766 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7767 {
7768         struct isl_basic_map *bmap;
7769         if (!map || map->n == 0)
7770                 return NULL;
7771         bmap = map->p[map->n-1];
7772         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7773         return isl_basic_map_copy(bmap);
7774 }
7775
7776 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7777 {
7778         return (struct isl_basic_set *)
7779                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7780 }
7781
7782 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7783                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7784 {
7785         int i;
7786
7787         if (!map || !bmap)
7788                 goto error;
7789         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7790                 if (map->p[i] != bmap)
7791                         continue;
7792                 map = isl_map_cow(map);
7793                 if (!map)
7794                         goto error;
7795                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7796                 if (i != map->n-1) {
7797                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7798                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7799                 }
7800                 map->n--;
7801                 return map;
7802         }
7803         return map;
7804 error:
7805         isl_map_free(map);
7806         return NULL;
7807 }
7808
7809 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7810                                                 struct isl_basic_set *bset)
7811 {
7812         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7813                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7814 }
7815
7816 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7817  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7818  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7819  */
7820 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7821         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7822         int pos, isl_int *opt)
7823 {
7824         isl_space *dims;
7825         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7826         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7827         struct isl_ctx *ctx;
7828         struct isl_vec *obj;
7829         unsigned total;
7830         unsigned nparam;
7831         unsigned dim1, dim2;
7832         enum isl_lp_result res;
7833
7834         if (!bset1 || !bset2)
7835                 return isl_lp_error;
7836
7837         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7838         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7839         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7840         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7841         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7842         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7843         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7844         if (!bmap1 || !bmap2)
7845                 goto error;
7846         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7847         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7848                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7849                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7850         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7851         if (!bmap1)
7852                 goto error;
7853         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7854         ctx = bmap1->ctx;
7855         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7856         if (!obj)
7857                 goto error2;
7858         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7859         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7860         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7861         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7862                                         opt, NULL, NULL);
7863         isl_basic_map_free(bmap1);
7864         isl_vec_free(obj);
7865         return res;
7866 error:
7867         isl_basic_map_free(bmap2);
7868 error2:
7869         isl_basic_map_free(bmap1);
7870         return isl_lp_error;
7871 }
7872
7873 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7874  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7875  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7876  * smaller or larger than those in bset2.
7877  *
7878  * Returns
7879  *       1 if bset1 follows bset2
7880  *      -1 if bset1 precedes bset2
7881  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7882  *      -2 if some error occurred.
7883  */
7884 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7885         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7886 {
7887         isl_int opt;
7888         enum isl_lp_result res;
7889         int cmp;
7890
7891         isl_int_init(opt);
7892
7893         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7894
7895         if (res == isl_lp_empty)
7896                 cmp = 0;
7897         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7898                   res == isl_lp_unbounded)
7899                 cmp = 1;
7900         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7901                 cmp = -1;
7902         else
7903                 cmp = -2;
7904
7905         isl_int_clear(opt);
7906         return cmp;
7907 }
7908
7909 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7910  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7911  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7912  * than a value of the same dimension in bset2.
7913  *
7914  * Return
7915  *       1 if there exists such a pair
7916  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7917  *      -1 otherwise
7918  *      -2 if some error occurred.
7919  */
7920 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7921         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7922 {
7923         isl_int opt;
7924         enum isl_lp_result res;
7925         int cmp;
7926
7927         isl_int_init(opt);
7928
7929         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7930
7931         if (res == isl_lp_empty)
7932                 cmp = -1;
7933         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7934                   res == isl_lp_unbounded)
7935                 cmp = 1;
7936         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7937                 cmp = -1;
7938         else if (res == isl_lp_ok)
7939                 cmp = 0;
7940         else
7941                 cmp = -2;
7942
7943         isl_int_clear(opt);
7944         return cmp;
7945 }
7946
7947 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7948  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7949  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7950  * than a value of the same dimension in set2.
7951  *
7952  * Return
7953  *       1 if there exists such a pair
7954  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7955  *      -1 otherwise
7956  *      -2 if some error occurred.
7957  */
7958 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7959         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7960 {
7961         int i, j;
7962         int follows = -1;
7963
7964         if (!set1 || !set2)
7965                 return -2;
7966
7967         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7968                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7969                         int f;
7970                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7971                         if (f == 1 || f == -2)
7972                                 return f;
7973                         if (f > follows)
7974                                 follows = f;
7975                 }
7976
7977         return follows;
7978 }
7979
7980 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7981         unsigned pos, isl_int *val)
7982 {
7983         int i;
7984         int d;
7985         unsigned total;
7986
7987         if (!bmap)
7988                 return -1;
7989         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7990         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7991                 for (; d+1 > pos; --d)
7992                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7993                                 break;
7994                 if (d != pos)
7995                         continue;
7996                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7997                         return 0;
7998                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7999                         return 0;
8000                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8001                         return 0;
8002                 if (val)
8003                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8004                 return 1;
8005         }
8006         return 0;
8007 }
8008
8009 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8010         unsigned pos, isl_int *val)
8011 {
8012         int i;
8013         isl_int v;
8014         isl_int tmp;
8015         int fixed;
8016
8017         if (!map)
8018                 return -1;
8019         if (map->n == 0)
8020                 return 0;
8021         if (map->n == 1)
8022                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8023         isl_int_init(v);
8024         isl_int_init(tmp);
8025         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8026         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8027                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8028                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8029                         fixed = 0;
8030         }
8031         if (val)
8032                 isl_int_set(*val, v);
8033         isl_int_clear(tmp);
8034         isl_int_clear(v);
8035         return fixed;
8036 }
8037
8038 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8039         unsigned pos, isl_int *val)
8040 {
8041         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8042                                                 pos, val);
8043 }
8044
8045 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8046         isl_int *val)
8047 {
8048         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8049 }
8050
8051 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8052         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8053 {
8054         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8055                 return -1;
8056         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8057                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8058 }
8059
8060 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8061         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8062 {
8063         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8064                 return -1;
8065         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8066                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8067 }
8068
8069 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8070         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8071 {
8072         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8073 }
8074
8075 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8076         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8077 {
8078         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8079 }
8080
8081 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8082  * then return this fixed value in *val.
8083  */
8084 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8085         unsigned dim, isl_int *val)
8086 {
8087         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8088                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8089 }
8090
8091 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8092  * then return this fixed value in *val.
8093  */
8094 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8095         unsigned dim, isl_int *val)
8096 {
8097         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8098 }
8099
8100 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8101         unsigned dim, isl_int *val)
8102 {
8103         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8104 }
8105
8106 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8107  * then return this fixed value in *val.
8108  */
8109 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8110         unsigned in, isl_int *val)
8111 {
8112         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8113 }
8114
8115 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8116  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8117  */
8118 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8119         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8120 {
8121         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8122         isl_int *c;
8123         unsigned total;
8124         unsigned nparam;
8125
8126         if (!bset)
8127                 return -1;
8128         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8129         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8130         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8131                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8132                         continue;
8133                 if (i_eq != -1)
8134                         return 0;
8135                 i_eq = i;
8136         }
8137         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8138                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8139                         continue;
8140                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8141                         return 0;
8142                 i_ineq = i;
8143         }
8144         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8145                 return 0;
8146         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8147         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8148         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8149                 return 0;
8150         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8151                 return 0;
8152         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8153                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8154                 return 0;
8155         if (val)
8156                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8157         return 1;
8158 }
8159
8160 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8161         unsigned dim, isl_int *val)
8162 {
8163         int i;
8164         isl_int v;
8165         isl_int tmp;
8166         int fixed;
8167
8168         if (!set)
8169                 return -1;
8170         if (set->n == 0)
8171                 return 0;
8172         if (set->n == 1)
8173                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8174                                                                 dim, val);
8175         isl_int_init(v);
8176         isl_int_init(tmp);
8177         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8178                                                                 dim, &v);
8179         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8180                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8181                                                                 dim, &tmp);
8182                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8183                         fixed = 0;
8184         }
8185         if (val)
8186                 isl_int_set(*val, v);
8187         isl_int_clear(tmp);
8188         isl_int_clear(v);
8189         return fixed;
8190 }
8191
8192 struct constraint {
8193         unsigned        size;
8194         isl_int         *c;
8195 };
8196
8197 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8198  * variables sorting first.
8199  */
8200 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8201 {
8202         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8203         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8204         int l1, l2;
8205         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8206
8207         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8208         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8209
8210         if (l1 != l2)
8211                 return l1 - l2;
8212
8213         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8214 }
8215
8216 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8217         struct isl_basic_map *bmap)
8218 {
8219         int i;
8220         struct constraint *c;
8221         unsigned total;
8222
8223         if (!bmap)
8224                 return NULL;
8225         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8226         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8227         if (!c)
8228                 goto error;
8229         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8230                 c[i].size = total;
8231                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8232         }
8233         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8234         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8235                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8236         free(c);
8237         return bmap;
8238 error:
8239         isl_basic_map_free(bmap);
8240         return NULL;
8241 }
8242
8243 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8244         __isl_take isl_basic_set *bset)
8245 {
8246         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8247                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8248 }
8249
8250 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8251 {
8252         if (!bmap)
8253                 return NULL;
8254         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8255                 return bmap;
8256         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8257         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8258         if (bmap)
8259                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8260         return bmap;
8261 }
8262
8263 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8264 {
8265         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8266                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8267 }
8268
8269 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8270         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8271 {
8272         int i, cmp;
8273         unsigned total;
8274
8275         if (bmap1 == bmap2)
8276                 return 0;
8277         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8278             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8279                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8280         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8281                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8282         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8283                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8284         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8285                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8286         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8287             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8288                 return 0;
8289         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8290                 return 1;
8291         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8292                 return -1;
8293         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8294                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8295         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8296                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8297         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8298                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8299         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8300         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8301                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8302                 if (cmp)
8303                         return cmp;
8304         }
8305         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8306                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8307                 if (cmp)
8308                         return cmp;
8309         }
8310         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8311                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8312                 if (cmp)
8313                         return cmp;
8314         }
8315         return 0;
8316 }
8317
8318 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8319         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8320 {
8321         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8322 }
8323
8324 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8325 {
8326         int i, cmp;
8327
8328         if (set1 == set2)
8329                 return 0;
8330         if (set1->n != set2->n)
8331                 return set1->n - set2->n;
8332
8333         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8334                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8335                 if (cmp)
8336                         return cmp;
8337         }
8338
8339         return 0;
8340 }
8341
8342 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8343         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8344 {
8345         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8346 }
8347
8348 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8349         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8350 {
8351         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8352                                             (isl_basic_map *)bset2);
8353 }
8354
8355 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8356 {
8357         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8358         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8359
8360         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8361 }
8362
8363 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8364  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8365  * meaning of any possible other copies of map.
8366  */
8367 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8368 {
8369         int i, j;
8370         struct isl_basic_map *bmap;
8371
8372         if (!map)
8373                 return NULL;
8374         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8375                 return map;
8376         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8377                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8378                 if (!bmap)
8379                         goto error;
8380                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8381                 map->p[i] = bmap;
8382         }
8383         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8384         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8385         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8386         if (!map)
8387                 return NULL;
8388         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8389                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8390                         continue;
8391                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8392                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8393                         map->p[j-1] = map->p[j];
8394                 map->n--;
8395         }
8396         return map;
8397 error:
8398         isl_map_free(map);
8399         return NULL;
8400
8401 }
8402
8403 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8404 {
8405         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8406 }
8407
8408 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8409 {
8410         int i;
8411         int equal;
8412
8413         if (!map1 || !map2)
8414                 return -1;
8415
8416         if (map1 == map2)
8417                 return 1;
8418         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8419                 return 0;
8420
8421         map1 = isl_map_copy(map1);
8422         map2 = isl_map_copy(map2);
8423         map1 = isl_map_normalize(map1);
8424         map2 = isl_map_normalize(map2);
8425         if (!map1 || !map2)
8426                 goto error;
8427         equal = map1->n == map2->n;
8428         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8429                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8430                 if (equal < 0)
8431                         goto error;
8432         }
8433         isl_map_free(map1);
8434         isl_map_free(map2);
8435         return equal;
8436 error:
8437         isl_map_free(map1);
8438         isl_map_free(map2);
8439         return -1;
8440 }
8441
8442 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8443 {
8444         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8445 }
8446
8447 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8448 {
8449         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8450                                                 (struct isl_map *)set2);
8451 }
8452
8453 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8454 {
8455         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8456 }
8457
8458 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8459  */
8460 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8461         isl_int min, isl_int max)
8462 {
8463         int k;
8464         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8465
8466         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8467         if (!bset)
8468                 goto error;
8469
8470         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8471         if (k < 0)
8472                 goto error;
8473         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8474         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8475
8476         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8477         if (k < 0)
8478                 goto error;
8479         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8480         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8481
8482         return bset;
8483 error:
8484         isl_basic_set_free(bset);
8485         return NULL;
8486 }
8487
8488 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8489  */
8490 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8491         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8492 {
8493         int i;
8494         unsigned dim;
8495         unsigned nparam;
8496         unsigned extra;
8497         unsigned n_eq;
8498         unsigned n_ineq;
8499         struct isl_basic_set *product = NULL;
8500
8501         if (!list)
8502                 goto error;
8503         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8504         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8505         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8506         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8507         extra = list->p[0]->n_div;
8508         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8509         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8510         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8511                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8512                 isl_assert(list->ctx,
8513                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8514                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8515                 extra += list->p[i]->n_div;
8516                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8517                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8518         }
8519         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8520                                         n_eq, n_ineq);
8521         if (!product)
8522                 goto error;
8523         dim = 0;
8524         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8525                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8526                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8527                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8528         }
8529         isl_basic_set_list_free(list);
8530         return product;
8531 error:
8532         isl_basic_set_free(product);
8533         isl_basic_set_list_free(list);
8534         return NULL;
8535 }
8536
8537 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8538                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8539 {
8540         isl_space *dim_result = NULL;
8541         struct isl_basic_map *bmap;
8542         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8543         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8544
8545         if (!bmap1 || !bmap2)
8546                 goto error;
8547
8548         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8549                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8550         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8551                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8552
8553         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8554         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8555         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8556         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8557         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8558
8559         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8560         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8561         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8562         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8563         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8564         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8565         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8566         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8567         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8568         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8569         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8570
8571         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8572                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8573                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8574                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8575         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8576         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8577         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8578         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8579 error:
8580         isl_basic_map_free(bmap1);
8581         isl_basic_map_free(bmap2);
8582         return NULL;
8583 }
8584
8585 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8586         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8587 {
8588         isl_basic_map *prod;
8589
8590         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8591         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8592         return prod;
8593 }
8594
8595 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8596         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8597 {
8598         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8599 }
8600
8601 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8602         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8603 {
8604         isl_space *space_result = NULL;
8605         isl_basic_map *bmap;
8606         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8607         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8608
8609         if (!bmap1 || !bmap2)
8610                 goto error;
8611
8612         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8613                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8614
8615         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8616         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8617         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8618         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8619
8620         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8621         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8622         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8623         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8624         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8625         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8626         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8627         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8628         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8629         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8630         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8631
8632         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8633                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8634                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8635                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8636         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8637         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8638         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8639         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8640 error:
8641         isl_basic_map_free(bmap1);
8642         isl_basic_map_free(bmap2);
8643         return NULL;
8644 }
8645
8646 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8647         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8648 {
8649         isl_space *dim_result = NULL;
8650         isl_basic_map *bmap;
8651         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8652         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8653
8654         if (!bmap1 || !bmap2)
8655                 goto error;
8656
8657         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8658                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8659                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8660                         "parameters don't match", goto error);
8661
8662         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8663                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8664
8665         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8666         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8667         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8668         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8669
8670         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8671         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8672         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8673         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8674         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8675         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8676         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8677         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8678         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8679         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8680         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8681
8682         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8683                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8684                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8685                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8686         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8687         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8688         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8689         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8690 error:
8691         isl_basic_map_free(bmap1);
8692         isl_basic_map_free(bmap2);
8693         return NULL;
8694 }
8695
8696 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8697         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8698 {
8699         isl_basic_map *prod;
8700
8701         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8702         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8703         return prod;
8704 }
8705
8706 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8707         __isl_take isl_map *map2,
8708         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8709                                            __isl_take isl_space *right),
8710         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8711                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8712 {
8713         unsigned flags = 0;
8714         struct isl_map *result;
8715         int i, j;
8716
8717         if (!map1 || !map2)
8718                 goto error;
8719
8720         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8721                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8722
8723         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8724             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8725                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8726
8727         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8728                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8729                                 map1->n * map2->n, flags);
8730         if (!result)
8731                 goto error;
8732         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8733                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8734                         struct isl_basic_map *part;
8735                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8736                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8737                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8738                                 isl_basic_map_free(part);
8739                         else
8740                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8741                         if (!result)
8742                                 goto error;
8743                 }
8744         isl_map_free(map1);
8745         isl_map_free(map2);
8746         return result;
8747 error:
8748         isl_map_free(map1);
8749         isl_map_free(map2);
8750         return NULL;
8751 }
8752
8753 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8754  */
8755 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8756         __isl_take isl_map *map2)
8757 {
8758         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8759 }
8760
8761 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8762         __isl_take isl_map *map2)
8763 {
8764         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8765 }
8766
8767 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8768  */
8769 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8770         __isl_take isl_map *map2)
8771 {
8772         isl_map *prod;
8773
8774         prod = isl_map_product(map1, map2);
8775         prod = isl_map_flatten(prod);
8776         return prod;
8777 }
8778
8779 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8780  */
8781 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8782 {
8783         return isl_map_range_product(set1, set2);
8784 }
8785
8786 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8787         __isl_take isl_set *set2)
8788 {
8789         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8790 }
8791
8792 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8793  */
8794 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8795         __isl_take isl_map *map2)
8796 {
8797         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8798                                 &isl_basic_map_domain_product);
8799 }
8800
8801 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8802  */
8803 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8804         __isl_take isl_map *map2)
8805 {
8806         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8807                                 &isl_basic_map_range_product);
8808 }
8809
8810 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8811         __isl_take isl_map *map2)
8812 {
8813         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8814                                                 &map_domain_product_aligned);
8815 }
8816
8817 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8818         __isl_take isl_map *map2)
8819 {
8820         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8821                                                 &map_range_product_aligned);
8822 }
8823
8824 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8825  */
8826 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8827         __isl_take isl_map *map2)
8828 {
8829         isl_map *prod;
8830
8831         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8832         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8833         return prod;
8834 }
8835
8836 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8837  */
8838 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8839         __isl_take isl_map *map2)
8840 {
8841         isl_map *prod;
8842
8843         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8844         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8845         return prod;
8846 }
8847
8848 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8849 {
8850         int i;
8851         uint32_t hash = isl_hash_init();
8852         unsigned total;
8853
8854         if (!bmap)
8855                 return 0;
8856         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8857         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8858         if (!bmap)
8859                 return 0;
8860         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8861         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8862         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8863                 uint32_t c_hash;
8864                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8865                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8866         }
8867         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8868         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8869                 uint32_t c_hash;
8870                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8871                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8872         }
8873         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8874         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8875                 uint32_t c_hash;
8876                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8877                         continue;
8878                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8879                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8880                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8881         }
8882         isl_basic_map_free(bmap);
8883         return hash;
8884 }
8885
8886 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8887 {
8888         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8889 }
8890
8891 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8892 {
8893         int i;
8894         uint32_t hash;
8895
8896         if (!map)
8897                 return 0;
8898         map = isl_map_copy(map);
8899         map = isl_map_normalize(map);
8900         if (!map)
8901                 return 0;
8902
8903         hash = isl_hash_init();
8904         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8905                 uint32_t bmap_hash;
8906                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8907                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8908         }
8909                 
8910         isl_map_free(map);
8911
8912         return hash;
8913 }
8914
8915 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8916 {
8917         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8918 }
8919
8920 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8921  * by the values of the other parameters and variables.
8922  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8923  */
8924 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8925 {
8926         int i;
8927         unsigned nparam;
8928
8929         if (!bset)
8930                 return -1;
8931         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8932         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8933                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8934                         return 1;
8935         return 0;
8936 }
8937
8938 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8939  * by the values of the other parameters and variables.
8940  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8941  * for each of the subsets.
8942  */
8943 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8944 {
8945         int i;
8946
8947         if (!set)
8948                 return -1;
8949         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8950                 int unique;
8951                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8952                 if (unique != 1)
8953                         return unique;
8954         }
8955         return 1;
8956 }
8957
8958 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8959 {
8960         return set ? set->n : 0;
8961 }
8962
8963 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8964         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8965 {
8966         int i;
8967
8968         if (!map)
8969                 return -1;
8970
8971         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8972                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8973                         return -1;
8974
8975         return 0;
8976 }
8977
8978 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8979         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8980 {
8981         int i;
8982
8983         if (!set)
8984                 return -1;
8985
8986         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8987                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8988                         return -1;
8989
8990         return 0;
8991 }
8992
8993 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8994 {
8995         isl_space *dim;
8996
8997         if (!bset)
8998                 return NULL;
8999
9000         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9001         if (!bset)
9002                 return NULL;
9003
9004         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9005         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9006         if (!dim)
9007                 goto error;
9008         isl_space_free(bset->dim);
9009         bset->dim = dim;
9010         bset->extra -= bset->n_div;
9011         bset->n_div = 0;
9012
9013         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9014
9015         return bset;
9016 error:
9017         isl_basic_set_free(bset);
9018         return NULL;
9019 }
9020
9021 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9022 {
9023         int i;
9024         isl_space *dim;
9025         unsigned n_div;
9026
9027         set = isl_set_align_divs(set);
9028
9029         if (!set)
9030                 return NULL;
9031
9032         set = isl_set_cow(set);
9033         if (!set)
9034                 return NULL;
9035
9036         n_div = set->p[0]->n_div;
9037         dim = isl_set_get_space(set);
9038         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9039         if (!dim)
9040                 goto error;
9041         isl_space_free(set->dim);
9042         set->dim = dim;
9043
9044         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9045                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9046                 if (!set->p[i])
9047                         goto error;
9048         }
9049
9050         return set;
9051 error:
9052         isl_set_free(set);
9053         return NULL;
9054 }
9055
9056 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9057 {
9058         isl_space *dim;
9059         struct isl_basic_map *bmap;
9060         unsigned n_set;
9061         unsigned n_div;
9062         unsigned n_param;
9063         unsigned total;
9064         int i, k, l;
9065
9066         set = isl_set_align_divs(set);
9067
9068         if (!set)
9069                 return NULL;
9070
9071         dim = isl_set_get_space(set);
9072         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9073                 isl_set_free(set);
9074                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9075         }
9076
9077         n_div = set->p[0]->n_div;
9078         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9079         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9080         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9081         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9082         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9083         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9084                 bmap = var_equal(bmap, i);
9085
9086         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9087         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9088                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9089                 if (k < 0)
9090                         goto error;
9091                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9092                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9093                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9094                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9095                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9096                             set->p[0]->div[i][0]);
9097
9098                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9099                 if (l < 0)
9100                         goto error;
9101                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9102                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9103                             set->p[0]->div[i][0]);
9104                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9105         }
9106
9107         isl_set_free(set);
9108         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9109         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9110         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9111 error:
9112         isl_set_free(set);
9113         isl_basic_map_free(bmap);
9114         return NULL;
9115 }
9116
9117 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9118 {
9119         unsigned dim;
9120         int size = 0;
9121
9122         if (!bset)
9123                 return -1;
9124
9125         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9126         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9127         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9128         size += bset->n_div * (2 + dim);
9129
9130         return size;
9131 }
9132
9133 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9134 {
9135         int i;
9136         int size = 0;
9137
9138         if (!set)
9139                 return -1;
9140
9141         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9142                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9143
9144         return size;
9145 }
9146
9147 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9148  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9149  */
9150 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9151         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9152 {
9153         int i;
9154
9155         if (!bmap)
9156                 return -1;
9157
9158         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9159
9160         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9161
9162         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9163                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9164                         continue;
9165                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9166                         return 1;
9167         }
9168
9169         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9170                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9171                         return 1;
9172
9173         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9174                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9175                 if (sgn > 0)
9176                         lower = 1;
9177                 if (sgn < 0)
9178                         upper = 1;
9179         }
9180
9181         return lower && upper;
9182 }
9183
9184 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9185         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9186 {
9187         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9188 }
9189
9190 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9191         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9192 {
9193         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9194 }
9195
9196 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9197         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9198 {
9199         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9200 }
9201
9202 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9203         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9204 {
9205         int i;
9206
9207         if (!map)
9208                 return -1;
9209
9210         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9211                 int bounded;
9212                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9213                 if (bounded < 0 || !bounded)
9214                         return bounded;
9215         }
9216
9217         return 1;
9218 }
9219
9220 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9221  * and a lower bound.
9222  */
9223 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9224         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9225 {
9226         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9227 }
9228
9229 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9230  */
9231 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9232         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9233         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9234                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9235 {
9236         int i;
9237
9238         if (!map)
9239                 return -1;
9240
9241         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9242                 int bounded;
9243                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9244                 if (bounded < 0 || bounded)
9245                         return bounded;
9246         }
9247
9248         return 0;
9249 }
9250
9251 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9252  */
9253 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9254         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9255 {
9256         return has_any_bound(set, type, pos,
9257                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9258 }
9259
9260 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9261  */
9262 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9263         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9264 {
9265         return has_any_bound(set, type, pos,
9266                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9267 }
9268
9269 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9270  */
9271 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9272         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9273         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9274                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9275 {
9276         int i;
9277
9278         if (!map)
9279                 return -1;
9280
9281         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9282                 int bounded;
9283                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9284                 if (bounded < 0 || !bounded)
9285                         return bounded;
9286         }
9287
9288         return 1;
9289 }
9290
9291 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9292  */
9293 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9294         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9295 {
9296         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9297 }
9298
9299 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9300  */
9301 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9302         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9303 {
9304         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9305 }
9306
9307 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9308  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9309  * elements of the array "signs".
9310  * Sign
9311  *      1 means that the variable is non-negative
9312  *      -1 means that the variable is non-positive
9313  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9314  */
9315 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9316         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9317 {
9318         isl_vec *bound = NULL;
9319         struct isl_tab *tab = NULL;
9320         struct isl_tab_undo *snap;
9321         int i;
9322
9323         if (!bset || !signs)
9324                 return -1;
9325
9326         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9327         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9328         if (!bound || !tab)
9329                 goto error;
9330
9331         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9332         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9333
9334         snap = isl_tab_snap(tab);
9335         for (i = 0; i < n; ++i) {
9336                 int empty;
9337
9338                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9339                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9340                         goto error;
9341                 empty = tab->empty;
9342                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9343                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9344                         goto error;
9345
9346                 if (empty) {
9347                         signs[i] = 1;
9348                         continue;
9349                 }
9350
9351                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9352                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9353                         goto error;
9354                 empty = tab->empty;
9355                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9356                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9357                         goto error;
9358
9359                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9360         }
9361
9362         isl_tab_free(tab);
9363         isl_vec_free(bound);
9364         return 0;
9365 error:
9366         isl_tab_free(tab);
9367         isl_vec_free(bound);
9368         return -1;
9369 }
9370
9371 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9372         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9373 {
9374         if (!bset || !signs)
9375                 return -1;
9376         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9377                 return -1);
9378
9379         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9380         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9381 }
9382
9383 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9384  * In particular, for each output dimension, check that there is
9385  * an equality that defines the output dimension in terms of
9386  * earlier dimensions.
9387  */
9388 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9389 {
9390         int i, j;
9391         unsigned total;
9392         unsigned n_out;
9393         unsigned o_out;
9394
9395         if (!bmap)
9396                 return -1;
9397
9398         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9399         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9400         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9401
9402         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9403                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9404                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9405                                 continue;
9406                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9407                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9408                                 break;
9409                 }
9410                 if (j >= bmap->n_eq)
9411                         return 0;
9412         }
9413
9414         return 1;
9415 }
9416
9417 /* Check if the given basic map is single-valued.
9418  * We simply compute
9419  *
9420  *      M \circ M^-1
9421  *
9422  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9423  */
9424 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9425 {
9426         isl_space *space;
9427         isl_basic_map *test;
9428         isl_basic_map *id;
9429         int sv;
9430
9431         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9432         if (sv < 0 || sv)
9433                 return sv;
9434
9435         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9436         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9437
9438         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9439         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9440         id = isl_basic_map_identity(space);
9441
9442         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9443
9444         isl_basic_map_free(test);
9445         isl_basic_map_free(id);
9446
9447         return sv;
9448 }
9449
9450 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9451  */
9452 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9453 {
9454         if (!map)
9455                 return -1;
9456         if (map->n == 0)
9457                 return 1;
9458         if (map->n >= 2)
9459                 return 0;
9460
9461         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9462 }
9463
9464 /* Check if the given map is single-valued.
9465  * We simply compute
9466  *
9467  *      M \circ M^-1
9468  *
9469  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9470  */
9471 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9472 {
9473         isl_space *dim;
9474         isl_map *test;
9475         isl_map *id;
9476         int sv;
9477
9478         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9479         if (sv < 0 || sv)
9480                 return sv;
9481
9482         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9483         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9484
9485         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9486         id = isl_map_identity(dim);
9487
9488         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9489
9490         isl_map_free(test);
9491         isl_map_free(id);
9492
9493         return sv;
9494 }
9495
9496 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9497 {
9498         int in;
9499
9500         map = isl_map_copy(map);
9501         map = isl_map_reverse(map);
9502         in = isl_map_is_single_valued(map);
9503         isl_map_free(map);
9504
9505         return in;
9506 }
9507
9508 /* Check if the given map is obviously injective.
9509  */
9510 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9511 {
9512         int in;
9513
9514         map = isl_map_copy(map);
9515         map = isl_map_reverse(map);
9516         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9517         isl_map_free(map);
9518
9519         return in;
9520 }
9521
9522 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9523 {
9524         int sv;
9525
9526         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9527         if (sv < 0 || !sv)
9528                 return sv;
9529
9530         return isl_map_is_injective(map);
9531 }
9532
9533 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9534 {
9535         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9536 }
9537
9538 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9539 {
9540         int ok;
9541         isl_set *delta;
9542
9543         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9544         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9545         isl_set_free(delta);
9546
9547         return ok;
9548 }
9549
9550 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9551 {
9552         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9553                 return 0;
9554         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9555                 return 0;
9556         return 1;
9557 }
9558
9559 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9560 {
9561         int i, j;
9562         unsigned nvar;
9563         unsigned ovar;
9564
9565         if (!bset)
9566                 return -1;
9567
9568         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9569                 return 0;
9570
9571         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9572         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9573         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9574                 int lower = 0, upper = 0;
9575                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9576                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9577                                 continue;
9578                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9579                                 return 0;
9580                         break;
9581                 }
9582                 if (i < bset->n_eq)
9583                         continue;
9584                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9585                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9586                                 continue;
9587                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9588                                 return 0;
9589                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9590                                 lower = 1;
9591                         else
9592                                 upper = 1;
9593                 }
9594                 if (!lower || !upper)
9595                         return 0;
9596         }
9597
9598         return 1;
9599 }
9600
9601 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9602 {
9603         if (!set)
9604                 return -1;
9605         if (set->n != 1)
9606                 return 0;
9607
9608         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9609 }
9610
9611 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9612 {
9613         if (!bset)
9614                 return -1;
9615         
9616         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9617 }
9618
9619 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9620 {
9621         if (!set)
9622                 return -1;
9623         
9624         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9625 }
9626
9627 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9628 {
9629         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9630         if (!bmap)
9631                 return NULL;
9632
9633         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9634         if (!bmap->dim)
9635                 goto error;
9636
9637         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9638
9639         return (isl_basic_set *)bmap;
9640 error:
9641         isl_basic_map_free(bmap);
9642         return NULL;
9643 }
9644
9645 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9646 {
9647         int i;
9648
9649         map = isl_map_cow(map);
9650         if (!map)
9651                 return NULL;
9652
9653         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9654                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9655                 if (!map->p[i])
9656                         goto error;
9657         }
9658         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9659         if (!map->dim)
9660                 goto error;
9661
9662         return (isl_set *)map;
9663 error:
9664         isl_map_free(map);
9665         return NULL;
9666 }
9667
9668 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9669 {
9670         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9671         if (!bset)
9672                 return NULL;
9673
9674         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9675         if (!bset->dim)
9676                 goto error;
9677
9678         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9679
9680         return (isl_basic_map *)bset;
9681 error:
9682         isl_basic_set_free(bset);
9683         return NULL;
9684 }
9685
9686 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9687 {
9688         int i;
9689
9690         if (!set)
9691                 return NULL;
9692
9693         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9694                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9695                         goto error);
9696
9697         set = isl_set_cow(set);
9698         if (!set)
9699                 return NULL;
9700
9701         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9702                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9703                 if (!set->p[i])
9704                         goto error;
9705         }
9706
9707         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9708         if (!set->dim)
9709                 goto error;
9710
9711         return (isl_map *)set;
9712 error:
9713         isl_set_free(set);
9714         return NULL;
9715 }
9716
9717 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9718         enum isl_dim_type type)
9719 {
9720         if (!bmap)
9721                 return NULL;
9722
9723         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9724                 return bmap;
9725
9726         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9727         if (!bmap)
9728                 return NULL;
9729
9730         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9731         if (!bmap->dim)
9732                 goto error;
9733
9734         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9735
9736         return bmap;
9737 error:
9738         isl_basic_map_free(bmap);
9739         return NULL;
9740 }
9741
9742 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9743         enum isl_dim_type type)
9744 {
9745         int i;
9746
9747         if (!map)
9748                 return NULL;
9749
9750         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9751                 return map;
9752
9753         map = isl_map_cow(map);
9754         if (!map)
9755                 return NULL;
9756
9757         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9758                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9759                 if (!map->p[i])
9760                         goto error;
9761         }
9762         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9763         if (!map->dim)
9764                 goto error;
9765
9766         return map;
9767 error:
9768         isl_map_free(map);
9769         return NULL;
9770 }
9771
9772 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9773 {
9774         if (!bmap)
9775                 return NULL;
9776
9777         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9778                 return bmap;
9779
9780         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9781         if (!bmap)
9782                 return NULL;
9783
9784         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9785         if (!bmap->dim)
9786                 goto error;
9787
9788         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9789
9790         return bmap;
9791 error:
9792         isl_basic_map_free(bmap);
9793         return NULL;
9794 }
9795
9796 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9797 {
9798         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9799 }
9800
9801 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9802         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9803 {
9804         if (!bmap)
9805                 return NULL;
9806
9807         if (!bmap->dim->nested[0])
9808                 return bmap;
9809
9810         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9811         if (!bmap)
9812                 return NULL;
9813
9814         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9815         if (!bmap->dim)
9816                 goto error;
9817
9818         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9819
9820         return bmap;
9821 error:
9822         isl_basic_map_free(bmap);
9823         return NULL;
9824 }
9825
9826 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9827         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9828 {
9829         if (!bmap)
9830                 return NULL;
9831
9832         if (!bmap->dim->nested[1])
9833                 return bmap;
9834
9835         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9836         if (!bmap)
9837                 return NULL;
9838
9839         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9840         if (!bmap->dim)
9841                 goto error;
9842
9843         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9844
9845         return bmap;
9846 error:
9847         isl_basic_map_free(bmap);
9848         return NULL;
9849 }
9850
9851 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9852 {
9853         int i;
9854
9855         if (!map)
9856                 return NULL;
9857
9858         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9859                 return map;
9860
9861         map = isl_map_cow(map);
9862         if (!map)
9863                 return NULL;
9864
9865         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9866                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9867                 if (!map->p[i])
9868                         goto error;
9869         }
9870         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9871         if (!map->dim)
9872                 goto error;
9873
9874         return map;
9875 error:
9876         isl_map_free(map);
9877         return NULL;
9878 }
9879
9880 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9881 {
9882         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9883 }
9884
9885 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9886 {
9887         isl_space *dim, *flat_dim;
9888         isl_map *map;
9889
9890         dim = isl_set_get_space(set);
9891         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9892         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9893         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9894
9895         return map;
9896 }
9897
9898 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9899 {
9900         int i;
9901
9902         if (!map)
9903                 return NULL;
9904
9905         if (!map->dim->nested[0])
9906                 return map;
9907
9908         map = isl_map_cow(map);
9909         if (!map)
9910                 return NULL;
9911
9912         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9913                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9914                 if (!map->p[i])
9915                         goto error;
9916         }
9917         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9918         if (!map->dim)
9919                 goto error;
9920
9921         return map;
9922 error:
9923         isl_map_free(map);
9924         return NULL;
9925 }
9926
9927 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9928 {
9929         int i;
9930
9931         if (!map)
9932                 return NULL;
9933
9934         if (!map->dim->nested[1])
9935                 return map;
9936
9937         map = isl_map_cow(map);
9938         if (!map)
9939                 return NULL;
9940
9941         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9942                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9943                 if (!map->p[i])
9944                         goto error;
9945         }
9946         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9947         if (!map->dim)
9948                 goto error;
9949
9950         return map;
9951 error:
9952         isl_map_free(map);
9953         return NULL;
9954 }
9955
9956 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9957  * and set the dimension specification to "dim".
9958  */
9959 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9960         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9961 {
9962         isl_basic_map *res;
9963         unsigned flags;
9964
9965         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9966         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9967                 goto error;
9968
9969         flags = bmap->flags;
9970         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9971         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9972         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9973         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9974                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9975         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9976         if (res)
9977                 res->flags = flags;
9978         res = isl_basic_map_finalize(res);
9979         return res;
9980 error:
9981         free(dim_map);
9982         isl_basic_map_free(bmap);
9983         isl_space_free(dim);
9984         return NULL;
9985 }
9986
9987 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9988  */
9989 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9990         __isl_take isl_reordering *r)
9991 {
9992         int i;
9993         struct isl_dim_map *dim_map;
9994
9995         map = isl_map_cow(map);
9996         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9997         if (!map || !r || !dim_map)
9998                 goto error;
9999
10000         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10001                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10002
10003                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10004
10005                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10006                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10007
10008                 if (!map->p[i])
10009                         goto error;
10010         }
10011
10012         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10013
10014         isl_reordering_free(r);
10015         free(dim_map);
10016         return map;
10017 error:
10018         free(dim_map);
10019         isl_map_free(map);
10020         isl_reordering_free(r);
10021         return NULL;
10022 }
10023
10024 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10025         __isl_take isl_reordering *r)
10026 {
10027         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10028 }
10029
10030 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10031         __isl_take isl_space *model)
10032 {
10033         isl_ctx *ctx;
10034
10035         if (!map || !model)
10036                 goto error;
10037
10038         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10039         if (!isl_space_has_named_params(model))
10040                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10041                         "model has unnamed parameters", goto error);
10042         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10043                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10044                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10045         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10046                 isl_reordering *exp;
10047
10048                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10049                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10050                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10051                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10052                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10053                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10054                 map = isl_map_realign(map, exp);
10055         }
10056
10057         isl_space_free(model);
10058         return map;
10059 error:
10060         isl_space_free(model);
10061         isl_map_free(map);
10062         return NULL;
10063 }
10064
10065 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10066         __isl_take isl_space *model)
10067 {
10068         return isl_map_align_params(set, model);
10069 }
10070
10071 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10072  * additional parameters if needed.
10073  */
10074 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10075         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10076 {
10077         isl_ctx *ctx;
10078
10079         if (!bmap || !model)
10080                 goto error;
10081
10082         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10083         if (!isl_space_has_named_params(model))
10084                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10085                         "model has unnamed parameters", goto error);
10086         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10087                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10088                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10089         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10090                 isl_reordering *exp;
10091                 struct isl_dim_map *dim_map;
10092
10093                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10094                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10095                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10096                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10097                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10098                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10099                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10100                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10101                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10102                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10103                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10104                 isl_reordering_free(exp);
10105                 free(dim_map);
10106         }
10107
10108         isl_space_free(model);
10109         return bmap;
10110 error:
10111         isl_space_free(model);
10112         isl_basic_map_free(bmap);
10113         return NULL;
10114 }
10115
10116 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10117  * additional parameters if needed.
10118  */
10119 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10120         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10121 {
10122         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10123 }
10124
10125 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10126                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10127                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10128                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10129 {
10130         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10131         struct isl_mat *mat;
10132         int i, j, k;
10133         int pos;
10134
10135         if (!bmap)
10136                 return NULL;
10137         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10138                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10139         if (!mat)
10140                 return NULL;
10141         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10142                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10143                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10144                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10145                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10146                                             bmap->eq[i][off + k]);
10147                                 ++pos;
10148                         }
10149                 }
10150
10151         return mat;
10152 }
10153
10154 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10155                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10156                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10157                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10158 {
10159         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10160         struct isl_mat *mat;
10161         int i, j, k;
10162         int pos;
10163
10164         if (!bmap)
10165                 return NULL;
10166         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10167                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10168         if (!mat)
10169                 return NULL;
10170         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10171                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10172                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10173                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10174                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10175                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10176                                 ++pos;
10177                         }
10178                 }
10179
10180         return mat;
10181 }
10182
10183 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10184         __isl_take isl_space *dim,
10185         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10186         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10187         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10188 {
10189         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10190         isl_basic_map *bmap;
10191         unsigned total;
10192         unsigned extra;
10193         int i, j, k, l;
10194         int pos;
10195
10196         if (!dim || !eq || !ineq)
10197                 goto error;
10198
10199         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10200                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10201                         "equalities and inequalities matrices should have "
10202                         "same number of columns", goto error);
10203
10204         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10205
10206         if (eq->n_col < total)
10207                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10208                         "number of columns too small", goto error);
10209
10210         extra = eq->n_col - total;
10211
10212         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10213                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10214         if (!bmap)
10215                 goto error;
10216         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10217                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10218                 if (k < 0)
10219                         goto error;
10220                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10221         }
10222         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10223                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10224                 if (l < 0)
10225                         goto error;
10226                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10227                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10228                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10229                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10230                                             eq->row[i][pos]);
10231                                 ++pos;
10232                         }
10233                 }
10234         }
10235         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10236                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10237                 if (l < 0)
10238                         goto error;
10239                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10240                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10241                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10242                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10243                                             ineq->row[i][pos]);
10244                                 ++pos;
10245                         }
10246                 }
10247         }
10248
10249         isl_space_free(dim);
10250         isl_mat_free(eq);
10251         isl_mat_free(ineq);
10252
10253         return bmap;
10254 error:
10255         isl_space_free(dim);
10256         isl_mat_free(eq);
10257         isl_mat_free(ineq);
10258         return NULL;
10259 }
10260
10261 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10262         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10263         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10264 {
10265         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10266                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10267 }
10268
10269 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10270         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10271         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10272 {
10273         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10274                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10275 }
10276
10277 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10278         __isl_take isl_space *dim,
10279         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10280         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10281 {
10282         return (isl_basic_set*)
10283             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10284                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10285 }
10286
10287 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10288 {
10289         if (!bmap)
10290                 return -1;
10291         
10292         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10293 }
10294
10295 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10296 {
10297         if (!map)
10298                 return -1;
10299         
10300         return isl_space_can_zip(map->dim);
10301 }
10302
10303 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10304  * (A -> C) -> (B -> D).
10305  */
10306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10307 {
10308         unsigned pos;
10309         unsigned n1;
10310         unsigned n2;
10311
10312         if (!bmap)
10313                 return NULL;
10314
10315         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10316                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10317                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10318         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10319                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10320         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10321         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10322         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10323         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10324         if (!bmap)
10325                 return NULL;
10326         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10327         if (!bmap->dim)
10328                 goto error;
10329         return bmap;
10330 error:
10331         isl_basic_map_free(bmap);
10332         return NULL;
10333 }
10334
10335 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10336  * (A -> C) -> (B -> D).
10337  */
10338 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10339 {
10340         int i;
10341
10342         if (!map)
10343                 return NULL;
10344
10345         if (!isl_map_can_zip(map))
10346                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10347                         goto error);
10348
10349         map = isl_map_cow(map);
10350         if (!map)
10351                 return NULL;
10352
10353         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10354                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10355                 if (!map->p[i])
10356                         goto error;
10357         }
10358
10359         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10360         if (!map->dim)
10361                 goto error;
10362
10363         return map;
10364 error:
10365         isl_map_free(map);
10366         return NULL;
10367 }
10368
10369 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10370  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10371  */
10372 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10373 {
10374         if (!bmap)
10375                 return -1;
10376
10377         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10378 }
10379
10380 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10381  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10382  */
10383 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10384 {
10385         if (!map)
10386                 return -1;
10387
10388         return isl_space_can_curry(map->dim);
10389 }
10390
10391 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10392  * A -> (B -> C).
10393  */
10394 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10395 {
10396
10397         if (!bmap)
10398                 return NULL;
10399
10400         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10401                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10402                         "basic map cannot be curried", goto error);
10403         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10404         if (!bmap)
10405                 return NULL;
10406         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10407         if (!bmap->dim)
10408                 goto error;
10409         return bmap;
10410 error:
10411         isl_basic_map_free(bmap);
10412         return NULL;
10413 }
10414
10415 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10416  * A -> (B -> C).
10417  */
10418 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10419 {
10420         int i;
10421
10422         if (!map)
10423                 return NULL;
10424
10425         if (!isl_map_can_curry(map))
10426                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10427                         goto error);
10428
10429         map = isl_map_cow(map);
10430         if (!map)
10431                 return NULL;
10432
10433         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10434                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10435                 if (!map->p[i])
10436                         goto error;
10437         }
10438
10439         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10440         if (!map->dim)
10441                 goto error;
10442
10443         return map;
10444 error:
10445         isl_map_free(map);
10446         return NULL;
10447 }
10448
10449 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10450  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10451  */
10452 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10453 {
10454         if (!bmap)
10455                 return -1;
10456
10457         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10458 }
10459
10460 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10461  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10462  */
10463 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10464 {
10465         if (!map)
10466                 return -1;
10467
10468         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10469 }
10470
10471 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10472  * (A -> B) -> C.
10473  */
10474 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10475 {
10476
10477         if (!bmap)
10478                 return NULL;
10479
10480         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10481                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10482                         "basic map cannot be uncurried",
10483                         return isl_basic_map_free(bmap));
10484         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10485         if (!bmap)
10486                 return NULL;
10487         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10488         if (!bmap->dim)
10489                 return isl_basic_map_free(bmap);
10490         return bmap;
10491 }
10492
10493 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10494  * (A -> B) -> C.
10495  */
10496 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10497 {
10498         int i;
10499
10500         if (!map)
10501                 return NULL;
10502
10503         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10504                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10505                         return isl_map_free(map));
10506
10507         map = isl_map_cow(map);
10508         if (!map)
10509                 return NULL;
10510
10511         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10512                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10513                 if (!map->p[i])
10514                         return isl_map_free(map);
10515         }
10516
10517         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10518         if (!map->dim)
10519                 return isl_map_free(map);
10520
10521         return map;
10522 }
10523
10524 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10525  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10526  */
10527 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10528 {
10529         int k;
10530         int pos;
10531         isl_local_space *ls;
10532         isl_basic_map *bmap;
10533
10534         if (!aff)
10535                 return NULL;
10536
10537         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10538         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10539         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10540         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10541         if (k < 0)
10542                 goto error;
10543
10544         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10545         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10546         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10547         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10548                     aff->v->size - (pos + 1));
10549
10550         isl_aff_free(aff);
10551         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10552         return bmap;
10553 error:
10554         isl_aff_free(aff);
10555         isl_basic_map_free(bmap);
10556         return NULL;
10557 }
10558
10559 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10560  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10561  */
10562 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10563 {
10564         isl_basic_map *bmap;
10565
10566         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10567         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10568 }
10569
10570 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10571  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10572  * corresponding affine expression.
10573  */
10574 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10575         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10576 {
10577         int i;
10578         isl_space *space;
10579         isl_basic_map *bmap;
10580
10581         if (!maff)
10582                 return NULL;
10583
10584         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10585                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10586                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10587
10588         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10589         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10590
10591         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10592                 isl_aff *aff;
10593                 isl_basic_map *bmap_i;
10594
10595                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10596                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10597
10598                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10599         }
10600
10601         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10602
10603         isl_multi_aff_free(maff);
10604         return bmap;
10605 }
10606
10607 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10608  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10609  * corresponding affine expression.
10610  */
10611 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10612 {
10613         isl_basic_map *bmap;
10614
10615         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10616         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10617 }
10618
10619 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10620  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10621  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10622  * corresponding affine expression.
10623  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10624  * domain_dim.
10625  */
10626 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10627         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10628 {
10629         int i;
10630         isl_space *dim;
10631         isl_basic_map *bmap;
10632
10633         if (!list)
10634                 return NULL;
10635
10636         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10637         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10638
10639         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10640                 isl_aff *aff;
10641                 isl_basic_map *bmap_i;
10642
10643                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10644                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10645
10646                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10647         }
10648
10649         isl_aff_list_free(list);
10650         return bmap;
10651 }
10652
10653 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10654         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10655 {
10656         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10657 }
10658
10659 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10660  */
10661 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10662         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10663 {
10664         isl_basic_map *bmap = NULL;
10665         int i;
10666
10667         if (!space)
10668                 return NULL;
10669
10670         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10671                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10672                         "index out of bounds", goto error);
10673         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10674                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10675                         "index out of bounds", goto error);
10676
10677         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10678                 return isl_basic_map_universe(space);
10679
10680         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10681         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10682         if (i < 0)
10683                 goto error;
10684         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10685         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10686         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10687         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10688         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10689         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10690         isl_space_free(space);
10691         return bmap;
10692 error:
10693         isl_space_free(space);
10694         isl_basic_map_free(bmap);
10695         return NULL;
10696 }
10697
10698 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10699  */
10700 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10701         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10702 {
10703         isl_basic_map *eq;
10704
10705         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10706
10707         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10708
10709         return bmap;
10710 }
10711
10712 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10713  */
10714 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10715         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10716 {
10717         isl_basic_map *bmap;
10718
10719         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10720
10721         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10722
10723         return map;
10724 }
10725
10726 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10727  */
10728 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10729         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10730 {
10731         isl_basic_map *bmap = NULL;
10732         int i;
10733
10734         if (!map)
10735                 return NULL;
10736
10737         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10738                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10739                         "index out of bounds", goto error);
10740         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10741                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10742                         "index out of bounds", goto error);
10743
10744         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10745         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10746         if (i < 0)
10747                 goto error;
10748         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10749         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10750         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10751         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10752         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10753         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10754
10755         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10756
10757         return map;
10758 error:
10759         isl_basic_map_free(bmap);
10760         isl_map_free(map);
10761         return NULL;
10762 }
10763
10764 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10765  * greater than or equal to that of the second.
10766  */
10767 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10768         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10769 {
10770         isl_constraint *c;
10771         isl_local_space *ls;
10772
10773         if (!bmap)
10774                 return NULL;
10775
10776         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10777                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10778                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10779         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10780                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10781                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10782
10783         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10784                 return bmap;
10785
10786         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10787         c = isl_inequality_alloc(ls);
10788         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10789         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10790         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10791
10792         return bmap;
10793 }
10794
10795 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10796  * greater than that of the second.
10797  */
10798 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10799         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10800 {
10801         isl_basic_map *bmap = NULL;
10802         int i;
10803
10804         if (!map)
10805                 return NULL;
10806
10807         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10808                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10809                         "index out of bounds", goto error);
10810         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10811                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10812                         "index out of bounds", goto error);
10813
10814         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10815                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10816                 isl_map_free(map);
10817                 return isl_map_empty(space);
10818         }
10819
10820         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10821         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10822         if (i < 0)
10823                 goto error;
10824         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10825         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10826         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10827         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10828         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10829         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10830         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10831
10832         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10833
10834         return map;
10835 error:
10836         isl_basic_map_free(bmap);
10837         isl_map_free(map);
10838         return NULL;
10839 }
10840
10841 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10842  * smaller than that of the second.
10843  */
10844 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10845         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10846 {
10847         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10848 }
10849
10850 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10851         int pos)
10852 {
10853         isl_aff *div;
10854         isl_local_space *ls;
10855
10856         if (!bmap)
10857                 return NULL;
10858
10859         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10860                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10861                         "some divs are unknown", return NULL);
10862
10863         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10864         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10865         isl_local_space_free(ls);
10866
10867         return div;
10868 }
10869
10870 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10871         int pos)
10872 {
10873         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10874 }
10875
10876 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10877  *
10878  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10879  *
10880  *      f/d
10881  *
10882  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10883  *
10884  *      floor((a i + g)/m)
10885  *
10886  * is replaced by
10887  *
10888  *      floor((a f + d g)/(m d))
10889  *
10890  * Constraints of the form
10891  *
10892  *      a i + g
10893  *
10894  * are replaced by
10895  *
10896  *      a f + d g
10897  *
10898  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10899  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10900  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10901  */
10902 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10903         __isl_take isl_basic_set *bset,
10904         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10905 {
10906         int i;
10907         isl_int v;
10908         isl_ctx *ctx;
10909
10910         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10911                 return bset;
10912
10913         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10914         if (!bset || !subs)
10915                 goto error;
10916
10917         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10918         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10919                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10920                         "spaces don't match", goto error);
10921         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10922                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10923                         "cannot handle divs yet", goto error);
10924         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10925                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10926                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10927
10928         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10929
10930         isl_int_init(v);
10931
10932         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10933                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10934                         continue;
10935                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10936                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10937                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10938                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10939         }
10940
10941         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10942                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10943                         continue;
10944                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10945                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10946                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10947                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10948         }
10949
10950         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10951                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10952                         continue;
10953                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10954                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10955                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10956                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10957                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10958                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10959         }
10960
10961         isl_int_clear(v);
10962
10963         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10964         return isl_basic_set_finalize(bset);
10965 error:
10966         isl_basic_set_free(bset);
10967         return NULL;
10968 }
10969
10970 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10971  */
10972 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10973         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10974 {
10975         int i;
10976
10977         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10978                 return set;
10979
10980         set = isl_set_cow(set);
10981         if (!set || !subs)
10982                 goto error;
10983
10984         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10985                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10986                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10987                         goto error;
10988         }
10989
10990         return set;
10991 error:
10992         isl_set_free(set);
10993         return NULL;
10994 }
10995
10996 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10997  * Return -1 if anything is wrong.
10998  */
10999 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
11000         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11001 {
11002         int m;
11003         isl_space *ma_space;
11004
11005         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11006         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
11007         isl_space_free(ma_space);
11008         if (m >= 0 && !m)
11009                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11010                         "spaces don't match", return -1);
11011         return m;
11012 }
11013
11014 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11015  * Return -1 if anything is wrong.
11016  */
11017 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11018         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11019 {
11020         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11021 }
11022
11023 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11024  * of the other divs in "bset".
11025  */
11026 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11027         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11028 {
11029         int i;
11030         isl_local_space *ls;
11031
11032         if (n_div == 0)
11033                 return 0;
11034
11035         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11036         if (!ls)
11037                 return -1;
11038
11039         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11040                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11041                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11042                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11043                         goto error;
11044         }
11045
11046         isl_local_space_free(ls);
11047         return 0;
11048 error:
11049         isl_local_space_free(ls);
11050         return -1;
11051 }
11052
11053 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11054  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11055  * different from one?
11056  */
11057 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11058 {
11059         int i;
11060         int strides = 0;
11061
11062         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11063                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11064                         strides++;
11065
11066         return strides;
11067 }
11068
11069 /* For each affine expression in ma of the form
11070  *
11071  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11072  *
11073  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11074  * of the form
11075  *
11076  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11077  *
11078  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11079  */
11080 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11081         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11082 {
11083         int i, k;
11084         int div;
11085         int total;
11086
11087         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11088         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11089                 int len;
11090
11091                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11092                         continue;
11093                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11094                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11095                 if (div < 0 || k < 0)
11096                         goto error;
11097                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11098                 len = ma->p[i]->v->size;
11099                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11100                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11101                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11102                 total++;
11103         }
11104
11105         return bset;
11106 error:
11107         isl_basic_set_free(bset);
11108         return NULL;
11109 }
11110
11111 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11112  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11113  * that lives in the domain space of "ma".
11114  *
11115  * If bset is represented by
11116  *
11117  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11118  *
11119  * and ma is represented by
11120  *
11121  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11122  *
11123  * then the result is
11124  *
11125  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11126  *
11127  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11128  * In particular
11129  *
11130  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11131  *
11132  * becomes
11133  *
11134  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11135  *
11136  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11137  *
11138  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11139  *
11140  * the additional constraints are added to ensure that we only
11141  * map back integer points.  That is we enforce
11142  *
11143  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11144  *
11145  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11146  *
11147  * We first copy over the divs from "ma".
11148  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11149  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11150  */
11151 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11152         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11153 {
11154         int i, k;
11155         isl_space *space;
11156         isl_basic_set *res = NULL;
11157         int n_div_bset, n_div_ma;
11158         isl_int f, c1, c2, g;
11159         int rational, strides;
11160
11161         isl_int_init(f);
11162         isl_int_init(c1);
11163         isl_int_init(c2);
11164         isl_int_init(g);
11165
11166         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11167         if (!bset || !ma)
11168                 goto error;
11169         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11170                 goto error;
11171
11172         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11173         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11174
11175         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11176         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11177         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11178         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11179                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11180         if (rational)
11181                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11182
11183         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11184                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11185                         goto error;
11186
11187         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11188                 goto error;
11189
11190         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11191                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11192                 if (k < 0)
11193                         goto error;
11194                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11195                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11196         }
11197
11198         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11199                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11200                 if (k < 0)
11201                         goto error;
11202                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11203                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11204         }
11205
11206         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11207                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11208                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11209                         continue;
11210                 }
11211                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11212                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11213         }
11214
11215         if (strides)
11216                 res = add_ma_strides(res, ma);
11217
11218         isl_int_clear(f);
11219         isl_int_clear(c1);
11220         isl_int_clear(c2);
11221         isl_int_clear(g);
11222         isl_basic_set_free(bset);
11223         isl_multi_aff_free(ma);
11224         res = isl_basic_set_simplify(res);
11225         return isl_basic_set_finalize(res);
11226 error:
11227         isl_int_clear(f);
11228         isl_int_clear(c1);
11229         isl_int_clear(c2);
11230         isl_int_clear(g);
11231         isl_basic_set_free(bset);
11232         isl_multi_aff_free(ma);
11233         isl_basic_set_free(res);
11234         return NULL;
11235 }
11236
11237 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11238  * Return -1 if anything is wrong.
11239  */
11240 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11241         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11242 {
11243         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11244 }
11245
11246 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11247  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11248  * that lives in the domain space of "ma".
11249  */
11250 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11251         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11252 {
11253         int i;
11254
11255         set = isl_set_cow(set);
11256         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11257         if (!set || !ma)
11258                 goto error;
11259         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11260                 goto error;
11261
11262         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11263                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11264                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11265                 if (!set->p[i])
11266                         goto error;
11267         }
11268
11269         isl_space_free(set->dim);
11270         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11271         if (!set->dim)
11272                 goto error;
11273
11274         isl_multi_aff_free(ma);
11275         if (set->n > 1)
11276                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11277         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11278         return set;
11279 error:
11280         isl_multi_aff_free(ma);
11281         isl_set_free(set);
11282         return NULL;
11283 }
11284
11285 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11286         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11287 {
11288         if (!set || !ma)
11289                 goto error;
11290
11291         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11292                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11293
11294         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11295             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11296                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11297                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11298         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11299         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11300
11301         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11302 error:
11303         isl_multi_aff_free(ma);
11304         return isl_set_free(set);
11305 }
11306
11307 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11308  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11309  * that lives in the domain space of "pma".
11310  */
11311 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11312         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11313 {
11314         int i;
11315         isl_set *res;
11316
11317         if (!pma)
11318                 goto error;
11319
11320         if (pma->n == 0) {
11321                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11322                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11323                 isl_set_free(set);
11324                 return res;
11325         }
11326
11327         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11328                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11329         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11330
11331         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11332                 isl_set *res_i;
11333
11334                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11335                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11336                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11337                 res = isl_set_union(res, res_i);
11338         }
11339
11340         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11341         isl_set_free(set);
11342         return res;
11343 error:
11344         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11345         isl_set_free(set);
11346         return NULL;
11347 }
11348
11349 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11350         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11351 {
11352         if (!set || !pma)
11353                 goto error;
11354
11355         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11356                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11357
11358         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11359             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11360                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11361                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11362         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11363         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11364
11365         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11366 error:
11367         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11368         return isl_set_free(set);
11369 }