isl_basic_set_sort_constraints: take into account all coefficients
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1149                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1150 {
1151         isl_int *t;
1152
1153         t = bmap->ineq[pos];
1154         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1155         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1156         bmap->eq[-1] = t;
1157         bmap->n_eq++;
1158         bmap->n_ineq--;
1159         bmap->eq--;
1160         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1161         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1162         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1163         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1164 }
1165
1166 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1167 {
1168         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1169 }
1170
1171 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1172 {
1173         struct isl_ctx *ctx;
1174         if (!bmap)
1175                 return -1;
1176         ctx = bmap->ctx;
1177         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1179         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1180         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1181         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1182         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1183                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1184                       bmap->extra - bmap->n_div);
1185         return bmap->n_ineq++;
1186 }
1187
1188 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1189 {
1190         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1191 }
1192
1193 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1194 {
1195         if (!bmap)
1196                 return -1;
1197         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1198         bmap->n_ineq -= n;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1203 {
1204         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1208 {
1209         isl_int *t;
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1213
1214         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1215                 t = bmap->ineq[pos];
1216                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1217                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1218                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1219         }
1220         bmap->n_ineq--;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1225 {
1226         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1227 }
1228
1229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1230         isl_int *eq)
1231 {
1232         int k;
1233
1234         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1235         if (!bmap)
1236                 return NULL;
1237         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1238         if (k < 0)
1239                 goto error;
1240         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1241         return bmap;
1242 error:
1243         isl_basic_map_free(bmap);
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1248         isl_int *eq)
1249 {
1250         return (isl_basic_set *)
1251                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1255         isl_int *ineq)
1256 {
1257         int k;
1258
1259         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1260         if (!bmap)
1261                 return NULL;
1262         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1263         if (k < 0)
1264                 goto error;
1265         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1266         return bmap;
1267 error:
1268         isl_basic_map_free(bmap);
1269         return NULL;
1270 }
1271
1272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1273         isl_int *ineq)
1274 {
1275         return (isl_basic_set *)
1276                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1277 }
1278
1279 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1280 {
1281         if (!bmap)
1282                 return -1;
1283         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1284         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1285                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1286                       bmap->extra - bmap->n_div);
1287         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1288         return bmap->n_div++;
1289 }
1290
1291 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1292 {
1293         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1294 }
1295
1296 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1297 {
1298         if (!bmap)
1299                 return -1;
1300         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1301         bmap->n_div -= n;
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1306 {
1307         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1308 }
1309
1310 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1311  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1312  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1313  * variables.
1314  */
1315 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1316                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1317                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1318 {
1319         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1320         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1321         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1322         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1323         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1324         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1325         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1326         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1327         if (dst_nparam > src_nparam)
1328                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1329                                 dst_nparam - src_nparam);
1330         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1331         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1332                     src+1+src_nparam,
1333                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1334         if (dst_in-in_off > src_in)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1336                                 dst_in - in_off - src_in);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1339                     src+1+src_nparam+src_in,
1340                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1341         if (dst_out-out_off > src_out)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1343                                 dst_out - out_off - src_out);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1347                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1348         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1350                                 div_off+src_map->n_div,
1351                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1352 }
1353
1354 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1355                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1356                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1357 {
1358         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1359         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1360 }
1361
1362 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1363                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1364 {
1365         int i;
1366         unsigned div_off;
1367
1368         if (!bmap1 || !bmap2)
1369                 goto error;
1370
1371         div_off = bmap1->n_div;
1372
1373         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1374                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1375                 if (i1 < 0)
1376                         goto error;
1377                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1378                                 i_pos, o_pos, div_off);
1379         }
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1394                          i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         isl_basic_map_free(bmap2);
1398
1399         return bmap1;
1400
1401 error:
1402         isl_basic_map_free(bmap1);
1403         isl_basic_map_free(bmap2);
1404         return NULL;
1405 }
1406
1407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1408                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1409 {
1410         return (struct isl_basic_set *)
1411                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1412                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1416                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *ext;
1420         unsigned flags;
1421         int dims_ok;
1422
1423         if (!dim)
1424                 goto error;
1425
1426         if (!base)
1427                 goto error;
1428
1429         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1430                   base->extra >= base->n_div + extra;
1431
1432         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1433                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1434                 isl_space_free(dim);
1435                 return base;
1436         }
1437
1438         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1439         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1440         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1441         extra += base->extra;
1442         n_eq += base->n_eq;
1443         n_ineq += base->n_ineq;
1444
1445         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1446         dim = NULL;
1447         if (!ext)
1448                 goto error;
1449
1450         if (dims_ok)
1451                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1452         flags = base->flags;
1453         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1454         if (ext) {
1455                 ext->flags = flags;
1456                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1457         }
1458
1459         return ext;
1460
1461 error:
1462         isl_space_free(dim);
1463         isl_basic_map_free(base);
1464         return NULL;
1465 }
1466
1467 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1468                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1469                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1470 {
1471         return (struct isl_basic_set *)
1472                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1473                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1474 }
1475
1476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1477                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         if (!base)
1480                 return NULL;
1481         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1482                                         0, n_eq, n_ineq);
1483 }
1484
1485 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1486                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1487                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1488 {
1489         struct isl_basic_map *bmap;
1490         isl_space *dim;
1491
1492         if (!base)
1493                 return NULL;
1494         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1495         if (!dim)
1496                 goto error;
1497
1498         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1499         return bmap;
1500 error:
1501         isl_basic_map_free(base);
1502         return NULL;
1503 }
1504
1505 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1506                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1507                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1508 {
1509         return (struct isl_basic_set *)
1510                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1511                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1512 }
1513
1514 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1515                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1519                                                     n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1526 }
1527
1528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1529 {
1530         if (!bmap)
1531                 return NULL;
1532
1533         if (bmap->ref > 1) {
1534                 bmap->ref--;
1535                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1536         }
1537         if (bmap)
1538                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1539         return bmap;
1540 }
1541
1542 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1543 {
1544         if (!set)
1545                 return NULL;
1546
1547         if (set->ref == 1)
1548                 return set;
1549         set->ref--;
1550         return isl_set_dup(set);
1551 }
1552
1553 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1554 {
1555         if (!map)
1556                 return NULL;
1557
1558         if (map->ref == 1)
1559                 return map;
1560         map->ref--;
1561         return isl_map_dup(map);
1562 }
1563
1564 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1565                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1566 {
1567         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1568         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1569         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1570 }
1571
1572 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1573         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1574 {
1575         int i;
1576         struct isl_blk blk;
1577
1578         if (!bmap)
1579                 goto error;
1580
1581         isl_assert(bmap->ctx,
1582                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1583
1584         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1585                 return bmap;
1586
1587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1588         if (!bmap)
1589                 return NULL;
1590
1591         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1592         if (isl_blk_is_error(blk))
1593                 goto error;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 swap_vars(blk,
1597                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1598
1599         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1600                 swap_vars(blk,
1601                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1606
1607         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1608
1609         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1610         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1612 error:
1613         isl_basic_map_free(bmap);
1614         return NULL;
1615 }
1616
1617 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1618         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1619 {
1620         unsigned dim;
1621         unsigned nparam;
1622
1623         if (!bset)
1624                 return NULL;
1625
1626         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1627         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1628         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1629
1630         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1631 error:
1632         isl_basic_set_free(bset);
1633         return NULL;
1634 }
1635
1636 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1637 {
1638         int i = 0;
1639         unsigned total;
1640         if (!bmap)
1641                 goto error;
1642         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1643         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1644         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1645         if (bmap->n_eq > 0)
1646                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1647         else {
1648                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1649                 if (i < 0)
1650                         goto error;
1651         }
1652         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1653         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1654         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1655         isl_vec_free(bmap->sample);
1656         bmap->sample = NULL;
1657         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1658 error:
1659         isl_basic_map_free(bmap);
1660         return NULL;
1661 }
1662
1663 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1664 {
1665         return (struct isl_basic_set *)
1666                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1667 }
1668
1669 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1670 {
1671         int i;
1672         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1673         isl_int *t = bmap->div[a];
1674         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1675         bmap->div[b] = t;
1676
1677         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1678                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1679
1680         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1681                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1682
1683         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1684                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1685         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1686 }
1687
1688 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1689  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1690  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1691  */
1692 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1693         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1694 {
1695         int i;
1696
1697         if (!map)
1698                 return NULL;
1699         if (n == 0)
1700                 return map;
1701
1702         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1703                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1704                         "index out of bounds", goto error);
1705
1706         map = isl_map_cow(map);
1707         if (!map)
1708                 return NULL;
1709
1710         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1711                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1712                 if (!map->p[i])
1713                         goto error;
1714         }
1715         return map;
1716 error:
1717         isl_map_free(map);
1718         return NULL;
1719 }
1720
1721 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1722  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1723  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1724  */
1725 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1726         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1727 {
1728         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1729 }
1730
1731 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1732  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1733  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1734  */
1735 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1736         unsigned first, unsigned n)
1737 {
1738         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1739 }
1740
1741 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1742         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1743 {
1744         if (!bmap)
1745                 return NULL;
1746         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1747                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1748         if (!bmap)
1749                 return NULL;
1750         bmap->n_div = 0;
1751         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1752 }
1753
1754 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1755         __isl_take isl_basic_set *bset)
1756 {
1757         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1758                         (struct isl_basic_map *)bset);
1759 }
1760
1761 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1762 {
1763         int i;
1764
1765         if (!map)
1766                 return NULL;
1767         if (map->n == 0)
1768                 return map;
1769
1770         map = isl_map_cow(map);
1771         if (!map)
1772                 return NULL;
1773         
1774         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1775                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1776                 if (!map->p[i])
1777                         goto error;
1778         }
1779         return map;
1780 error:
1781         isl_map_free(map);
1782         return NULL;
1783 }
1784
1785 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1786 {
1787         return isl_map_remove_divs(set);
1788 }
1789
1790 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1791         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1792 {
1793         if (!bmap)
1794                 return NULL;
1795         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1796                         goto error);
1797         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1798                 return bmap;
1799         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1800                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1801         if (!bmap)
1802                 return bmap;
1803         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1804                 return bmap;
1805         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1806         return bmap;
1807 error:
1808         isl_basic_map_free(bmap);
1809         return NULL;
1810 }
1811
1812 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1813  * any of the given variables.
1814  */
1815 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1816         unsigned first, unsigned n)
1817 {
1818         int i;
1819         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1820
1821         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1822                 return 0;
1823         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1824                 return 1;
1825
1826         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1827                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1828                         continue;
1829                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1830                         return 1;
1831         }
1832
1833         return 0;
1834 }
1835
1836 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1837  * based on inequality "i".
1838  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1839  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1840  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1841  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1842  *
1843  * The calling function has already checked that the inequality does not
1844  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1845  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1846  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1847  *
1848  * Let "div" be of the form
1849  *
1850  *      q = floor((a + f(x))/d)
1851  *
1852  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1853  *
1854  *      b + f(x) >= 0
1855  *
1856  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1857  * However, we allow a slightly more general form
1858  *
1859  *      b + g(x) >= 0
1860  *
1861  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1862  * divisible by d.
1863  * Rewriting this constraint as
1864  *
1865  *      0 >= -b - g(x)
1866  *
1867  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1868  *
1869  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1870  *
1871  * Taking the floor on both sides, we obtain
1872  *
1873  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1874  *
1875  * or
1876  *
1877  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1878  *
1879  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1880  *
1881  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1882  *
1883  */
1884 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1885         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1886         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1887 {
1888         int j;
1889
1890         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1891                 if (lb) {
1892                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1893                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1894                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1895                 }
1896                 if (ub) {
1897                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1898                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1899                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1900                 }
1901         }
1902         if (!lb && !ub)
1903                 return bmap;
1904
1905         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1906         if (lb) {
1907                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1908                 if (k < 0)
1909                         goto error;
1910                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1911                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1912                                         bmap->div[div][1 + j]);
1913                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1914                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1915                 }
1916                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1917         }
1918         if (ub) {
1919                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1920                 if (k < 0)
1921                         goto error;
1922                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1923                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1924                                         bmap->div[div][1 + j]);
1925                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1926                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1927                 }
1928                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1929         }
1930
1931         return bmap;
1932 error:
1933         isl_basic_map_free(bmap);
1934         return NULL;
1935 }
1936
1937 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1938  * using Fourier-Motzkin.
1939  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1940  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1941  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1942  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1943  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1944  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1945  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1946  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1947  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1948  * on "div".
1949  *
1950  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1951  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1952  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1953  * Consider, for example, the set
1954  *
1955  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1956  *
1957  * The second constraint can be rewritten as
1958  *
1959  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1960  *
1961  * from which we can derive
1962  *
1963  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1964  *
1965  * or
1966  *
1967  *      i + 2j <= 3 + 2k
1968  *
1969  * Combined with the first constraint, we obtain
1970  *
1971  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1972  *
1973  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1974  * the first constraint, we obtain
1975  *
1976  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1977  *
1978  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1979  *
1980  *      k >= -2
1981  */
1982 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1983         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1984 {
1985         int i;
1986         int check_lb, check_ub;
1987         isl_int v;
1988         unsigned total;
1989
1990         if (!bmap)
1991                 return NULL;
1992
1993         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1994                 return bmap;
1995
1996         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1997
1998         check_lb = 0;
1999         check_ub = 0;
2000         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2001                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2002                 if (s > 0)
2003                         check_ub = 1;
2004                 if (s < 0)
2005                         check_lb = 1;
2006         }
2007
2008         if (!check_lb && !check_ub)
2009                 return bmap;
2010
2011         isl_int_init(v);
2012
2013         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2014                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2015                         continue;
2016
2017                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2018                                                         check_lb, check_ub);
2019         }
2020
2021         isl_int_clear(v);
2022
2023         return bmap;
2024 }
2025
2026 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2027  * in their definitions.
2028  */
2029 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2030         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2031         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2032 {
2033         int i;
2034
2035         if (!bmap)
2036                 return NULL;
2037         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2038                         goto error);
2039         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2040
2041         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2042                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2043                         continue;
2044                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2045                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2046                 if (!bmap)
2047                         return NULL;
2048                 i = bmap->n_div;
2049         }
2050
2051         return bmap;
2052 error:
2053         isl_basic_map_free(bmap);
2054         return NULL;
2055 }
2056
2057 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2058         __isl_take isl_basic_set *bset,
2059         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2060 {
2061         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2062 }
2063
2064 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2065         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2066 {
2067         int i;
2068
2069         if (!map)
2070                 return NULL;
2071         if (map->n == 0)
2072                 return map;
2073
2074         map = isl_map_cow(map);
2075         if (!map)
2076                 return NULL;
2077
2078         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2079                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2080                                                                 type, first, n);
2081                 if (!map->p[i])
2082                         goto error;
2083         }
2084         return map;
2085 error:
2086         isl_map_free(map);
2087         return NULL;
2088 }
2089
2090 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2091         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2092 {
2093         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2094                                                               type, first, n);
2095 }
2096
2097 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2098  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2099  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2100  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2101  * div.
2102  */
2103 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2104         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2105 {
2106         int i;
2107
2108         if (!bmap)
2109                 return -1;
2110
2111         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2112                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2113                         "index out of bounds", return -1);
2114
2115         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2116         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2117                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2118                         return 1;
2119         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2120                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2121                         return 1;
2122         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2123                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2124                         continue;
2125                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2126                         return 1;
2127         }
2128
2129         return 0;
2130 }
2131
2132 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2133         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2134 {
2135         int i;
2136
2137         if (!map)
2138                 return -1;
2139
2140         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2141                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2142                         "index out of bounds", return -1);
2143
2144         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2145                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2146                                                             type, first, n);
2147                 if (involves < 0 || involves)
2148                         return involves;
2149         }
2150
2151         return 0;
2152 }
2153
2154 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2155         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2156 {
2157         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2158 }
2159
2160 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2161         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2162 {
2163         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2164 }
2165
2166 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2167  * on unknown divs.
2168  */
2169 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2170 {
2171         int i;
2172         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2173
2174         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2175                 return 1;
2176
2177         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2178                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2179                         continue;
2180                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2181                         return 1;
2182         }
2183
2184         return 0;
2185 }
2186
2187 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2188  */
2189 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2190         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2191 {
2192         int i;
2193
2194         if (!bmap)
2195                 return NULL;
2196
2197         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2198                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2199                         continue;
2200                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2201                 if (!bmap)
2202                         return NULL;
2203                 i = bmap->n_div;
2204         }
2205
2206         return bmap;
2207 }
2208
2209 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2210  */
2211 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2212         __isl_take isl_basic_set *bset)
2213 {
2214         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2215 }
2216
2217 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2218 {
2219         int i;
2220
2221         if (!map)
2222                 return NULL;
2223         if (map->n == 0)
2224                 return map;
2225
2226         map = isl_map_cow(map);
2227         if (!map)
2228                 return NULL;
2229
2230         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2231                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2232                 if (!map->p[i])
2233                         goto error;
2234         }
2235         return map;
2236 error:
2237         isl_map_free(map);
2238         return NULL;
2239 }
2240
2241 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2242 {
2243         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2244 }
2245
2246 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2247         __isl_take isl_basic_set *bset,
2248         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2249 {
2250         return (isl_basic_set *)
2251             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2252 }
2253
2254 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2255         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2256 {
2257         int i;
2258
2259         if (n == 0)
2260                 return map;
2261
2262         map = isl_map_cow(map);
2263         if (!map)
2264                 return NULL;
2265         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2266         
2267         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2268                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2269                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2270                 if (!map->p[i])
2271                         goto error;
2272         }
2273         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2274         return map;
2275 error:
2276         isl_map_free(map);
2277         return NULL;
2278 }
2279
2280 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2281         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2282 {
2283         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2284 }
2285
2286 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2287 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2288         unsigned first, unsigned n)
2289 {
2290         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2291 }
2292
2293 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2294                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2295 {
2296         const char *name;
2297         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2298         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2299         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2300         if (!pos)
2301                 isl_int_print(out, c, 0);
2302         else {
2303                 if (!isl_int_is_one(c))
2304                         isl_int_print(out, c, 0);
2305                 if (pos < 1 + nparam) {
2306                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2307                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2308                         if (name)
2309                                 fprintf(out, "%s", name);
2310                         else
2311                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2312                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2313                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2314                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2315                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2316                 else
2317                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2318         }
2319 }
2320
2321 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2322                                 int sign, FILE *out)
2323 {
2324         int i;
2325         int first;
2326         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2327         isl_int v;
2328
2329         isl_int_init(v);
2330         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2331                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2332                         continue;
2333                 if (!first)
2334                         fprintf(out, " + ");
2335                 first = 0;
2336                 isl_int_abs(v, c[i]);
2337                 dump_term(bmap, v, i, out);
2338         }
2339         isl_int_clear(v);
2340         if (first)
2341                 fprintf(out, "0");
2342 }
2343
2344 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2345                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2346 {
2347         int i;
2348
2349         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2350
2351         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2352         fprintf(out, " %s ", op);
2353         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2354
2355         fprintf(out, "\n");
2356
2357         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2358                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2359                         continue;
2360                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2361                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2362                 abort();
2363         }
2364 }
2365
2366 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2367                                 isl_int **c, unsigned n,
2368                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2369 {
2370         int i;
2371
2372         for (i = 0; i < n; ++i)
2373                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2374 }
2375
2376 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2377 {
2378         int j;
2379         int first = 1;
2380         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2381
2382         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2383                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2384                         continue;
2385                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2386                         fprintf(out, "+");
2387                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2388                 first = 0;
2389         }
2390 }
2391
2392 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2393 {
2394         int i;
2395
2396         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2397         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2398
2399         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2400                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2401                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2402                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2403                 fprintf(out, ")/");
2404                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2405                 fprintf(out, "]\n");
2406         }
2407 }
2408
2409 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2410         FILE *out, int indent)
2411 {
2412         if (!bset) {
2413                 fprintf(out, "null basic set\n");
2414                 return;
2415         }
2416
2417         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2418         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2419                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2420                         bset->extra, bset->flags);
2421         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2422 }
2423
2424 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2425         FILE *out, int indent)
2426 {
2427         if (!bmap) {
2428                 fprintf(out, "null basic map\n");
2429                 return;
2430         }
2431
2432         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2433         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2434                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2435                 bmap->ref,
2436                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2437                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2438         dump(bmap, out, indent);
2439 }
2440
2441 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2442 {
2443         unsigned total;
2444         if (!bmap)
2445                 return -1;
2446         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2447         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2448         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2449         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2450         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2451         return 0;
2452 }
2453
2454 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2455         unsigned flags)
2456 {
2457         struct isl_set *set;
2458
2459         if (!dim)
2460                 return NULL;
2461         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2462         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2463         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2464                         sizeof(struct isl_set) +
2465                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2466         if (!set)
2467                 goto error;
2468
2469         set->ctx = dim->ctx;
2470         isl_ctx_ref(set->ctx);
2471         set->ref = 1;
2472         set->size = n;
2473         set->n = 0;
2474         set->dim = dim;
2475         set->flags = flags;
2476         return set;
2477 error:
2478         isl_space_free(dim);
2479         return NULL;
2480 }
2481
2482 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2483                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2484 {
2485         struct isl_set *set;
2486         isl_space *dims;
2487
2488         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2489         if (!dims)
2490                 return NULL;
2491
2492         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2493         return set;
2494 }
2495
2496 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2497  */
2498 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2499 {
2500         int i;
2501         struct isl_map *grown = NULL;
2502
2503         if (!map)
2504                 return NULL;
2505         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2506         if (map->n + n <= map->size)
2507                 return map;
2508         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2509         if (!grown)
2510                 goto error;
2511         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2512                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2513                 if (!grown->p[i])
2514                         goto error;
2515                 grown->n++;
2516         }
2517         isl_map_free(map);
2518         return grown;
2519 error:
2520         isl_map_free(grown);
2521         isl_map_free(map);
2522         return NULL;
2523 }
2524
2525 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2526  */
2527 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2528 {
2529         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2530 }
2531
2532 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2533 {
2534         int i;
2535         struct isl_set *dup;
2536
2537         if (!set)
2538                 return NULL;
2539
2540         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2541         if (!dup)
2542                 return NULL;
2543         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2544                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2545         return dup;
2546 }
2547
2548 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2549 {
2550         return isl_map_from_basic_map(bset);
2551 }
2552
2553 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2554 {
2555         struct isl_map *map;
2556
2557         if (!bmap)
2558                 return NULL;
2559
2560         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2561         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2562 }
2563
2564 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2565                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2566 {
2567         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2568                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2569 }
2570
2571 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2572 {
2573         int i;
2574
2575         if (!set)
2576                 return NULL;
2577
2578         if (--set->ref > 0)
2579                 return NULL;
2580
2581         isl_ctx_deref(set->ctx);
2582         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2583                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2584         isl_space_free(set->dim);
2585         free(set);
2586
2587         return NULL;
2588 }
2589
2590 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2591 {
2592         int i;
2593
2594         if (!set) {
2595                 fprintf(out, "null set\n");
2596                 return;
2597         }
2598
2599         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2600         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2601                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2602                         set->flags);
2603         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2604                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2605                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2606                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2607         }
2608 }
2609
2610 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2611 {
2612         int i;
2613
2614         if (!map) {
2615                 fprintf(out, "null map\n");
2616                 return;
2617         }
2618
2619         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2620         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2621                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2622                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2623                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2624         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2625                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2626                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2627                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2628         }
2629 }
2630
2631 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2632                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2633 {
2634         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2635
2636         if (!bmap || !bset)
2637                 goto error;
2638
2639         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2640                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2641
2642         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2643                 isl_assert(bset->ctx,
2644                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2645
2646         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2647         if (!bmap)
2648                 goto error;
2649         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2650                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2651         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2652         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2653
2654         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2655         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2656 error:
2657         isl_basic_map_free(bmap);
2658         isl_basic_set_free(bset);
2659         return NULL;
2660 }
2661
2662 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2663                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2664 {
2665         struct isl_basic_map *bmap_range;
2666
2667         if (!bmap || !bset)
2668                 goto error;
2669
2670         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2671                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2672
2673         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2674                 isl_assert(bset->ctx,
2675                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2676
2677         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2678                 isl_basic_set_free(bset);
2679                 return bmap;
2680         }
2681
2682         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2683         if (!bmap)
2684                 goto error;
2685         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2686                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2687         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2688         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2689
2690         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2691         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2692 error:
2693         isl_basic_map_free(bmap);
2694         isl_basic_set_free(bset);
2695         return NULL;
2696 }
2697
2698 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2699 {
2700         int i;
2701         unsigned total;
2702         isl_int s;
2703
2704         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2705         if (total != vec->size)
2706                 return -1;
2707
2708         isl_int_init(s);
2709
2710         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2711                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2712                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2713                         isl_int_clear(s);
2714                         return 0;
2715                 }
2716         }
2717
2718         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2719                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2720                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2721                         isl_int_clear(s);
2722                         return 0;
2723                 }
2724         }
2725
2726         isl_int_clear(s);
2727
2728         return 1;
2729 }
2730
2731 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2732 {
2733         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2734 }
2735
2736 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2737                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2738 {
2739         struct isl_vec *sample = NULL;
2740
2741         if (!bmap1 || !bmap2)
2742                 goto error;
2743
2744         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2745                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2746         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2747                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2748             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2749                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2750                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2751
2752         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2753                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2754                 isl_assert(bmap1->ctx,
2755                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2756
2757         if (bmap1->sample &&
2758             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2759             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2760                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2761         else if (bmap2->sample &&
2762             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2763             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2764                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2765
2766         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2767         if (!bmap1)
2768                 goto error;
2769         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2770                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2771         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2772
2773         if (!bmap1)
2774                 isl_vec_free(sample);
2775         else if (sample) {
2776                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2777                 bmap1->sample = sample;
2778         }
2779
2780         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2781         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2782 error:
2783         if (sample)
2784                 isl_vec_free(sample);
2785         isl_basic_map_free(bmap1);
2786         isl_basic_map_free(bmap2);
2787         return NULL;
2788 }
2789
2790 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2791                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2792 {
2793         return (struct isl_basic_set *)
2794                 isl_basic_map_intersect(
2795                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2796                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2797 }
2798
2799 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2800         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2801 {
2802         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2803 }
2804
2805 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2806  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2807  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2808  * added to the other map.
2809  */
2810 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2811         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2812 {
2813         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2814         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2815         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2816         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2817
2818         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2819                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2820
2821         isl_assert(map2->ctx,
2822                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2823
2824         map1 = isl_map_cow(map1);
2825         if (!map1)
2826                 goto error;
2827         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2828                 isl_map_free(map2);
2829                 return map1;
2830         }
2831         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2832         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2833                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2834         else
2835                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2836                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2837
2838         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2839         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2840         if (!map1->p[0])
2841                 goto error;
2842
2843         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2844                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2845                 map1->n = 0;
2846         }
2847
2848         isl_map_free(map2);
2849
2850         return map1;
2851 error:
2852         isl_map_free(map1);
2853         isl_map_free(map2);
2854         return NULL;
2855 }
2856
2857 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2858  * space as map1.
2859  */
2860 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2861         __isl_take isl_map *map2)
2862 {
2863         unsigned flags = 0;
2864         isl_map *result;
2865         int i, j;
2866
2867         if (!map1 || !map2)
2868                 goto error;
2869
2870         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2871              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2872             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2873                 isl_map_free(map2);
2874                 return map1;
2875         }
2876         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2877              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2878             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2879                 isl_map_free(map1);
2880                 return map2;
2881         }
2882
2883         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2884             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2885             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2886             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2887              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2888                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2889
2890         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2891                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2892                 isl_assert(map1->ctx,
2893                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2894
2895         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2896             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2897                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2898
2899         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2900                                 map1->n * map2->n, flags);
2901         if (!result)
2902                 goto error;
2903         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2904                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2905                         struct isl_basic_map *part;
2906                         part = isl_basic_map_intersect(
2907                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2908                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2909                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2910                                 part = isl_basic_map_free(part);
2911                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2912                         if (!result)
2913                                 goto error;
2914                 }
2915         isl_map_free(map1);
2916         isl_map_free(map2);
2917         return result;
2918 error:
2919         isl_map_free(map1);
2920         isl_map_free(map2);
2921         return NULL;
2922 }
2923
2924 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2925         __isl_take isl_map *map2)
2926 {
2927         if (!map1 || !map2)
2928                 goto error;
2929         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2930                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2931                         "spaces don't match", goto error);
2932         return map_intersect_internal(map1, map2);
2933 error:
2934         isl_map_free(map1);
2935         isl_map_free(map2);
2936         return NULL;
2937 }
2938
2939 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2940         __isl_take isl_map *map2)
2941 {
2942         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2943 }
2944
2945 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2946 {
2947         return (struct isl_set *)
2948                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2949                                   (struct isl_map *)set2);
2950 }
2951
2952 /* map_intersect_internal accepts intersections
2953  * with parameter domains, so we can just call that function.
2954  */
2955 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2956                 __isl_take isl_set *params)
2957 {
2958         return map_intersect_internal(map, params);
2959 }
2960
2961 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2962         __isl_take isl_map *map2)
2963 {
2964         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2965 }
2966
2967 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2968                 __isl_take isl_set *params)
2969 {
2970         return isl_map_intersect_params(set, params);
2971 }
2972
2973 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2974 {
2975         isl_space *dim;
2976         struct isl_basic_set *bset;
2977         unsigned in;
2978
2979         if (!bmap)
2980                 return NULL;
2981         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2982         if (!bmap)
2983                 return NULL;
2984         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2985         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2986         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2987         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2988         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2989 }
2990
2991 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2992         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2993 {
2994         isl_space *space;
2995
2996         if (!bmap)
2997                 return NULL;
2998         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2999                 return bmap;
3000
3001         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3002         space = isl_space_reset(space, type);
3003         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3004         return bmap;
3005 }
3006
3007 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3008         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3009         unsigned pos, unsigned n)
3010 {
3011         isl_space *res_dim;
3012         struct isl_basic_map *res;
3013         struct isl_dim_map *dim_map;
3014         unsigned total, off;
3015         enum isl_dim_type t;
3016
3017         if (n == 0)
3018                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3019
3020         if (!bmap)
3021                 return NULL;
3022
3023         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3024
3025         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3026         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3027         off = 0;
3028         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3029                 if (t != type) {
3030                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3031                 } else {
3032                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3033                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3034                                                 0, pos, off);
3035                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3036                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3037                 }
3038                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3039         }
3040         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3041
3042         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3043                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3044         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3045                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3046         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3047                 isl_basic_map_free(bmap);
3048                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3049         }
3050         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3051         return isl_basic_map_finalize(res);
3052 }
3053
3054 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3055         __isl_take isl_basic_set *bset,
3056         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3057 {
3058         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3059 }
3060
3061 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3062                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3063 {
3064         if (!bmap)
3065                 return NULL;
3066         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3067                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3068 }
3069
3070 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3071                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3072 {
3073         if (!bset)
3074                 return NULL;
3075         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3076         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3077 error:
3078         isl_basic_set_free(bset);
3079         return NULL;
3080 }
3081
3082 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3083         enum isl_dim_type type)
3084 {
3085         isl_space *space;
3086
3087         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3088                 return map;
3089
3090         space = isl_map_get_space(map);
3091         space = isl_space_reset(space, type);
3092         map = isl_map_reset_space(map, space);
3093         return map;
3094 }
3095
3096 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3097                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3098 {
3099         int i;
3100
3101         if (n == 0)
3102                 return map_space_reset(map, type);
3103
3104         map = isl_map_cow(map);
3105         if (!map)
3106                 return NULL;
3107
3108         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3109         if (!map->dim)
3110                 goto error;
3111
3112         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3113                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3114                 if (!map->p[i])
3115                         goto error;
3116         }
3117
3118         return map;
3119 error:
3120         isl_map_free(map);
3121         return NULL;
3122 }
3123
3124 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3125                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3126 {
3127         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3128 }
3129
3130 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3131                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3132 {
3133         if (!map)
3134                 return NULL;
3135         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3136 }
3137
3138 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3139                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3140 {
3141         if (!set)
3142                 return NULL;
3143         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3144         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3145 error:
3146         isl_set_free(set);
3147         return NULL;
3148 }
3149
3150 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3151         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3152         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3153         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3154 {
3155         struct isl_dim_map *dim_map;
3156         struct isl_basic_map *res;
3157         enum isl_dim_type t;
3158         unsigned total, off;
3159
3160         if (!bmap)
3161                 return NULL;
3162         if (n == 0)
3163                 return bmap;
3164
3165         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3166                 goto error);
3167
3168         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3169                 return bmap;
3170
3171         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3172
3173         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3174             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3175                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3176                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3177                 if (!bmap)
3178                         return NULL;
3179
3180                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3181                                                 src_type, src_pos, n);
3182                 if (!bmap->dim)
3183                         goto error;
3184
3185                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3186
3187                 return bmap;
3188         }
3189
3190         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3191         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3192
3193         off = 0;
3194         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3195                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3196                 if (t == dst_type) {
3197                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3198                                             0, dst_pos, off);
3199                         off += dst_pos;
3200                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3201                                             src_pos, n, off);
3202                         off += n;
3203                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3204                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3205                         off += size - dst_pos;
3206                 } else if (t == src_type) {
3207                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3208                                             0, src_pos, off);
3209                         off += src_pos;
3210                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3211                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3212                         off += size - src_pos - n;
3213                 } else {
3214                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3215                         off += size;
3216                 }
3217         }
3218         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3219
3220         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3221                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3222         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3223         if (!bmap)
3224                 goto error;
3225
3226         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3227                                         src_type, src_pos, n);
3228         if (!bmap->dim)
3229                 goto error;
3230
3231         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3232         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3233         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3234
3235         return bmap;
3236 error:
3237         isl_basic_map_free(bmap);
3238         return NULL;
3239 }
3240
3241 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3242         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3243         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3244 {
3245         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3246                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3247 }
3248
3249 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3250         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3251         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3252 {
3253         if (!set)
3254                 return NULL;
3255         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3256         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3257                                         src_type, src_pos, n);
3258 error:
3259         isl_set_free(set);
3260         return NULL;
3261 }
3262
3263 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3264         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3265         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3266 {
3267         int i;
3268
3269         if (!map)
3270                 return NULL;
3271         if (n == 0)
3272                 return map;
3273
3274         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3275                 goto error);
3276
3277         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3278                 return map;
3279
3280         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3281
3282         map = isl_map_cow(map);
3283         if (!map)
3284                 return NULL;
3285
3286         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3287         if (!map->dim)
3288                 goto error;
3289
3290         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3291                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3292                                                 dst_type, dst_pos,
3293                                                 src_type, src_pos, n);
3294                 if (!map->p[i])
3295                         goto error;
3296         }
3297
3298         return map;
3299 error:
3300         isl_map_free(map);
3301         return NULL;
3302 }
3303
3304 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3305  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3306  * That's the responsibility of the caller.
3307  */
3308 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3309         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3310 {
3311         struct isl_dim_map *dim_map;
3312         struct isl_basic_map *res;
3313         enum isl_dim_type t;
3314         unsigned total, off;
3315
3316         if (!bmap)
3317                 return NULL;
3318         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3319                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3320                 return bmap;
3321
3322         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3323         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3324
3325         off = 0;
3326         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3327                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3328                 if (t == type) {
3329                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3330                                             0, first, off);
3331                         off += first;
3332                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3333                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3334                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3335                                             first + n, size - (first + n), off);
3336                         off += size - (first + n);
3337                 } else {
3338                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3339                         off += size;
3340                 }
3341         }
3342         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3343
3344         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3345                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3346         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3347         return res;
3348 }
3349
3350 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3351  * into existentially quantified variables.
3352  */
3353 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3354                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3355                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3356 {
3357         int i;
3358         size_t row_size;
3359         isl_int **new_div;
3360         isl_int *old;
3361
3362         if (n == 0)
3363                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3364
3365         if (!bmap)
3366                 return NULL;
3367
3368         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3369                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3370
3371         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3372                         goto error);
3373
3374         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3375         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3376         if (!bmap)
3377                 return NULL;
3378
3379         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3380         old = bmap->block2.data;
3381         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3382                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3383         if (!bmap->block2.data)
3384                 goto error;
3385         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3386         if (!new_div)
3387                 goto error;
3388         for (i = 0; i < n; ++i) {
3389                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3390                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3391                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3392         }
3393         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3394                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3395         free(bmap->div);
3396         bmap->div = new_div;
3397         bmap->n_div += n;
3398         bmap->extra += n;
3399
3400         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3401         if (!bmap->dim)
3402                 goto error;
3403         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3404         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3405         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3406 error:
3407         isl_basic_map_free(bmap);
3408         return NULL;
3409 }
3410
3411 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3412  * into existentially quantified variables.
3413  */
3414 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3415                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3416 {
3417         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3418                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3419 }
3420
3421 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3422  * into existentially quantified variables.
3423  */
3424 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3425                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3426 {
3427         int i;
3428
3429         if (!map)
3430                 return NULL;
3431
3432         if (n == 0)
3433                 return map_space_reset(map, type);
3434
3435         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3436
3437         map = isl_map_cow(map);
3438         if (!map)
3439                 return NULL;
3440
3441         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3442         if (!map->dim)
3443                 goto error;
3444
3445         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3446                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3447                 if (!map->p[i])
3448                         goto error;
3449         }
3450
3451         return map;
3452 error:
3453         isl_map_free(map);
3454         return NULL;
3455 }
3456
3457 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3458  * into existentially quantified variables.
3459  */
3460 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3461                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3462 {
3463         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3464 }
3465
3466 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3467 {
3468         int i, j;
3469
3470         for (i = 0; i < n; ++i) {
3471                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3472                 if (j < 0)
3473                         goto error;
3474                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3475         }
3476         return bmap;
3477 error:
3478         isl_basic_map_free(bmap);
3479         return NULL;
3480 }
3481
3482 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3483                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3484 {
3485         isl_space *dim_result = NULL;
3486         struct isl_basic_map *bmap;
3487         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3488         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3489
3490         if (!bmap1 || !bmap2)
3491                 goto error;
3492
3493         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3494                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3495
3496         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3497         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3498         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3499         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3500
3501         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3502         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3503         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3504         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3505         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3506         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3507         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3508         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3509         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3510         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3511         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3512
3513         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3514                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3515                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3516                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3517         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3518         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3519         bmap = add_divs(bmap, n);
3520         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3521         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3522         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3523 error:
3524         isl_basic_map_free(bmap1);
3525         isl_basic_map_free(bmap2);
3526         return NULL;
3527 }
3528
3529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3530                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3531 {
3532         if (!bset || !bmap)
3533                 goto error;
3534
3535         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3536                     goto error);
3537
3538         return (struct isl_basic_set *)
3539                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3540 error:
3541         isl_basic_set_free(bset);
3542         isl_basic_map_free(bmap);
3543         return NULL;
3544 }
3545
3546 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3547                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3548 {
3549         if (!bmap1 || !bmap2)
3550                 goto error;
3551
3552         isl_assert(bmap1->ctx,
3553             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3554         isl_assert(bmap1->ctx,
3555             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3556             goto error);
3557
3558         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3559         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3560         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3561 error:
3562         isl_basic_map_free(bmap1);
3563         isl_basic_map_free(bmap2);
3564         return NULL;
3565 }
3566
3567 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3568  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3569  */
3570 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3571                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3572 {
3573         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3574         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3575         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3576         int i;
3577
3578         if (!bmap1 || !bmap2)
3579                 goto error;
3580
3581         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3582                 goto error);
3583
3584         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3585         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3586         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3587
3588         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3589         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3590         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3591         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3592         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3593         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3594         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3595         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3596         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3597         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3598         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3599
3600         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3601                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3602                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3603                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3604         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3605                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3606                 if (j < 0)
3607                         goto error;
3608                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3609                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3610                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3611                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3612         }
3613         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3614         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3615         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3616
3617         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3619 error:
3620         isl_basic_map_free(bmap);
3621         isl_basic_map_free(bmap1);
3622         isl_basic_map_free(bmap2);
3623         return NULL;
3624 }
3625
3626 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3627  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3628  */
3629 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3630 {
3631         struct isl_map *result;
3632         int i, j;
3633
3634         if (!map1 || !map2)
3635                 goto error;
3636
3637         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3638
3639         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3640                                 map1->n * map2->n, 0);
3641         if (!result)
3642                 goto error;
3643         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3644                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3645                         struct isl_basic_map *part;
3646                         part = isl_basic_map_sum(
3647                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3648                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3649                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3650                                 isl_basic_map_free(part);
3651                         else
3652                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3653                         if (!result)
3654                                 goto error;
3655                 }
3656         isl_map_free(map1);
3657         isl_map_free(map2);
3658         return result;
3659 error:
3660         isl_map_free(map1);
3661         isl_map_free(map2);
3662         return NULL;
3663 }
3664
3665 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3666         __isl_take isl_set *set2)
3667 {
3668         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3669 }
3670
3671 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3672  */
3673 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3674 {
3675         int i, j;
3676         unsigned off, n;
3677
3678         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3679         if (!bmap)
3680                 return NULL;
3681
3682         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3683         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3684         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3685                 for (j = 0; j < n; ++j)
3686                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3687         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3688                 for (j = 0; j < n; ++j)
3689                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3690         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3691                 for (j = 0; j < n; ++j)
3692                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3693         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3694         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3695 }
3696
3697 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3698 {
3699         return isl_basic_map_neg(bset);
3700 }
3701
3702 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3703  */
3704 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3705 {
3706         int i;
3707
3708         map = isl_map_cow(map);
3709         if (!map)
3710                 return NULL;
3711
3712         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3713                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3714                 if (!map->p[i])
3715                         goto error;
3716         }
3717
3718         return map;
3719 error:
3720         isl_map_free(map);
3721         return NULL;
3722 }
3723
3724 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3725 {
3726         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3727 }
3728
3729 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3730  * A -> floor(f(A)/d).
3731  */
3732 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3733                 isl_int d)
3734 {
3735         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3736         struct isl_basic_map *result = NULL;
3737         struct isl_dim_map *dim_map;
3738         int i;
3739
3740         if (!bmap)
3741                 return NULL;
3742
3743         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3744         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3745         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3746
3747         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3748         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3749         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3750         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3751         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3752         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3753
3754         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3755                         bmap->n_div + n_out,
3756                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3757         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3758         result = add_divs(result, n_out);
3759         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3760                 int j;
3761                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3762                 if (j < 0)
3763                         goto error;
3764                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3765                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3766                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3767                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3768                 if (j < 0)
3769                         goto error;
3770                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3771                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3772                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3773                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3774         }
3775
3776         result = isl_basic_map_simplify(result);
3777         return isl_basic_map_finalize(result);
3778 error:
3779         isl_basic_map_free(result);
3780         return NULL;
3781 }
3782
3783 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3784  * A -> floor(f(A)/d).
3785  */
3786 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3787 {
3788         int i;
3789
3790         map = isl_map_cow(map);
3791         if (!map)
3792                 return NULL;
3793
3794         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3795         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3796         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3797                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3798                 if (!map->p[i])
3799                         goto error;
3800         }
3801
3802         return map;
3803 error:
3804         isl_map_free(map);
3805         return NULL;
3806 }
3807
3808 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3809 {
3810         int i;
3811         unsigned nparam;
3812         unsigned n_in;
3813
3814         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3815         if (i < 0)
3816                 goto error;
3817         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3818         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3819         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3820         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3821         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3822         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3823 error:
3824         isl_basic_map_free(bmap);
3825         return NULL;
3826 }
3827
3828 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3829  */
3830 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3831 {
3832         int i;
3833         unsigned nparam;
3834         unsigned n_in;
3835
3836         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3837         if (i < 0)
3838                 goto error;
3839         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3840         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3841         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3842         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3843         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3844         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3845         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3846 error:
3847         isl_basic_map_free(bmap);
3848         return NULL;
3849 }
3850
3851 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3852  */
3853 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3854         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3855 {
3856         int i;
3857         unsigned nparam;
3858         unsigned n_in;
3859
3860         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3861         if (i < 0)
3862                 goto error;
3863         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3864         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3865         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3866         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3867         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3868         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3869 error:
3870         isl_basic_map_free(bmap);
3871         return NULL;
3872 }
3873
3874 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3875  */
3876 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3877 {
3878         int i;
3879         unsigned nparam;
3880         unsigned n_in;
3881
3882         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3883         if (i < 0)
3884                 goto error;
3885         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3886         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3887         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3888         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3889         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3890         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3891         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3892 error:
3893         isl_basic_map_free(bmap);
3894         return NULL;
3895 }
3896
3897 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3898  */
3899 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3900         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3901 {
3902         int i;
3903         unsigned nparam;
3904         unsigned n_in;
3905
3906         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3907         if (i < 0)
3908                 goto error;
3909         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3910         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3911         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3912         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3913         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3914         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3915 error:
3916         isl_basic_map_free(bmap);
3917         return NULL;
3918 }
3919
3920 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3921         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3922 {
3923         int i;
3924         struct isl_basic_map *bmap;
3925         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3926         if (!bmap)
3927                 return NULL;
3928         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3929                 bmap = var_equal(bmap, i);
3930         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3931 }
3932
3933 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3934  */
3935 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3936         unsigned pos)
3937 {
3938         int i;
3939         struct isl_basic_map *bmap;
3940         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3941         if (!bmap)
3942                 return NULL;
3943         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3944                 bmap = var_equal(bmap, i);
3945         if (bmap)
3946                 bmap = var_less(bmap, pos);
3947         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3948 }
3949
3950 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3951  */
3952 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3953         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3954 {
3955         int i;
3956         isl_basic_map *bmap;
3957
3958         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3959         for (i = 0; i < pos; ++i)
3960                 bmap = var_equal(bmap, i);
3961         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3962         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3963 }
3964
3965 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3966  */
3967 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3968         unsigned pos)
3969 {
3970         int i;
3971         struct isl_basic_map *bmap;
3972         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3973         if (!bmap)
3974                 return NULL;
3975         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3976                 bmap = var_equal(bmap, i);
3977         if (bmap)
3978                 bmap = var_more(bmap, pos);
3979         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3980 }
3981
3982 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3983  */
3984 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3985         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3986 {
3987         int i;
3988         isl_basic_map *bmap;
3989
3990         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3991         for (i = 0; i < pos; ++i)
3992                 bmap = var_equal(bmap, i);
3993         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3994         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3995 }
3996
3997 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3998         unsigned n, int equal)
3999 {
4000         struct isl_map *map;
4001         int i;
4002
4003         if (n == 0 && equal)
4004                 return isl_map_universe(dims);
4005
4006         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4007
4008         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4009                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4010                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4011         if (n > 0) {
4012                 if (equal)
4013                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4014                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4015                 else
4016                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4017                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4018         } else
4019                 isl_space_free(dims);
4020
4021         return map;
4022 }
4023
4024 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4025 {
4026         if (!dims)
4027                 return NULL;
4028         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4029 }
4030
4031 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4032 {
4033         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4034 }
4035
4036 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4037 {
4038         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4039 }
4040
4041 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4042 {
4043         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4044 }
4045
4046 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4047 {
4048         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4049 }
4050
4051 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4052         unsigned n, int equal)
4053 {
4054         struct isl_map *map;
4055         int i;
4056
4057         if (n == 0 && equal)
4058                 return isl_map_universe(dims);
4059
4060         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4061
4062         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4063                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4064                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4065         if (n > 0) {
4066                 if (equal)
4067                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4068                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4069                 else
4070                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4071                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4072         } else
4073                 isl_space_free(dims);
4074
4075         return map;
4076 }
4077
4078 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4079 {
4080         if (!dims)
4081                 return NULL;
4082         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4083 }
4084
4085 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4086 {
4087         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4088 }
4089
4090 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4091 {
4092         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4093 }
4094
4095 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4096 {
4097         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4098 }
4099
4100 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4101 {
4102         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4103 }
4104
4105 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4106         __isl_take isl_set *set2)
4107 {
4108         isl_map *map;
4109         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4110         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4111         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4112         return map;
4113 }
4114
4115 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4116         __isl_take isl_set *set2)
4117 {
4118         isl_map *map;
4119         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4120         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4121         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4122         return map;
4123 }
4124
4125 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4126         __isl_take isl_set *set2)
4127 {
4128         isl_map *map;
4129         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4130         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4131         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4132         return map;
4133 }
4134
4135 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4136         __isl_take isl_set *set2)
4137 {
4138         isl_map *map;
4139         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4140         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4141         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4142         return map;
4143 }
4144
4145 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4146         __isl_take isl_map *map2)
4147 {
4148         isl_map *map;
4149         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4150         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4151         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4152         return map;
4153 }
4154
4155 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4156         __isl_take isl_map *map2)
4157 {
4158         isl_map *map;
4159         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4160         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4161         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4162         return map;
4163 }
4164
4165 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4166         __isl_take isl_map *map2)
4167 {
4168         isl_map *map;
4169         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4170         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4171         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4172         return map;
4173 }
4174
4175 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4176         __isl_take isl_map *map2)
4177 {
4178         isl_map *map;
4179         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4180         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4181         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4182         return map;
4183 }
4184
4185 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4186         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4187 {
4188         struct isl_basic_map *bmap;
4189
4190         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4191         if (!bset || !dim)
4192                 goto error;
4193
4194         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4195         isl_space_free(bset->dim);
4196         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4197         bmap->dim = dim;
4198         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4199 error:
4200         isl_basic_set_free(bset);
4201         isl_space_free(dim);
4202         return NULL;
4203 }
4204
4205 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4206 {
4207         if (!bmap)
4208                 goto error;
4209         if (bmap->dim->n_in == 0)
4210                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4211         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4212         if (!bmap)
4213                 goto error;
4214         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4215         if (!bmap->dim)
4216                 goto error;
4217         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4218         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4219 error:
4220         isl_basic_map_free(bmap);
4221         return NULL;
4222 }
4223
4224 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4225  *
4226  *              f - m d >= 0
4227  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4228  *
4229  * Note that the second constraint is the negation of
4230  *
4231  *              f - m d >= n
4232  */
4233 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4234         unsigned pos, isl_int *div)
4235 {
4236         int i, j;
4237         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4238
4239         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4240         if (i < 0)
4241                 return -1;
4242         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4243         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4244
4245         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4246         if (j < 0)
4247                 return -1;
4248         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4249         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4250         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4251         return j;
4252 }
4253
4254 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4255         unsigned pos, isl_int *div)
4256 {
4257         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4258                                                         pos, div);
4259 }
4260
4261 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4262 {
4263         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4264         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4265
4266         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4267                                                         bmap->div[div]);
4268 }
4269
4270 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4271 {
4272         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4273 }
4274
4275 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4276                 struct isl_basic_map *bmap)
4277 {
4278         if (!bmap)
4279                 goto error;
4280         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4281             bmap->n_div == 0 &&
4282             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4283             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4284                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4285         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4286         if (!bmap)
4287                 goto error;
4288         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4289         if (!bmap->dim)
4290                 goto error;
4291         bmap->extra -= bmap->n_div;
4292         bmap->n_div = 0;
4293         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4294         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4295 error:
4296         isl_basic_map_free(bmap);
4297         return NULL;
4298 }
4299
4300 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4301                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4302 {
4303         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4304 }
4305
4306 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4307         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4308 {
4309         struct isl_basic_map *bmap;
4310         struct isl_ctx *ctx;
4311         unsigned total;
4312         int i;
4313
4314         if (!bset || !like)
4315                 goto error;
4316         ctx = bset->ctx;
4317         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4318         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4319         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4320                         goto error);
4321         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4322                 isl_basic_map_free(like);
4323                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4324         }
4325         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4326         if (!bset)
4327                 goto error;
4328         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4329         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4330         isl_space_free(bmap->dim);
4331         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4332         if (!bmap->dim)
4333                 goto error;
4334         bmap->n_div = like->n_div;
4335         bmap->extra += like->n_div;
4336         if (bmap->extra) {
4337                 unsigned ltotal;
4338                 isl_int **div;
4339                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4340                 if (ltotal > total)
4341                         ltotal = total;
4342                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4343                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4344                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4345                         goto error;
4346                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4347                 if (!div)
4348                         goto error;
4349                 bmap->div = div;
4350                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4351                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4352                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4353                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4354                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4355                 }
4356                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4357                                                         0, 2 * like->n_div);
4358                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4359                         if (!bmap)
4360                                 break;
4361                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4362                                 continue;
4363                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4364                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4365                 }
4366         }
4367         isl_basic_map_free(like);
4368         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4369         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4370         return bmap;
4371 error:
4372         isl_basic_map_free(like);
4373         isl_basic_set_free(bset);
4374         return NULL;
4375 }
4376
4377 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4378         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4379 {
4380         return (struct isl_basic_set *)
4381                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4382 }
4383
4384 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4385         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4386 {
4387         int i;
4388
4389         if (!set || !like)
4390                 goto error;
4391         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4392                     goto error);
4393         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4394                 isl_basic_set_free(like);
4395                 return set;
4396         }
4397         set = isl_set_cow(set);
4398         if (!set)
4399                 goto error;
4400         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4401                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4402                                                       isl_basic_set_copy(like));
4403                 if (!set->p[i])
4404                         goto error;
4405         }
4406         isl_space_free(set->dim);
4407         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4408         if (!set->dim)
4409                 goto error;
4410         isl_basic_set_free(like);
4411         return set;
4412 error:
4413         isl_basic_set_free(like);
4414         isl_set_free(set);
4415         return NULL;
4416 }
4417
4418 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4419 {
4420         int i;
4421
4422         map = isl_map_cow(map);
4423         if (!map)
4424                 return NULL;
4425         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4426         if (!map->dim)
4427                 goto error;
4428
4429         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4430                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4431                                 goto error);
4432         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4433                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4434                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4435                 if (!map->p[i])
4436                         goto error;
4437         }
4438         if (map->n == 0)
4439                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4440         else {
4441                 isl_space_free(map->dim);
4442                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4443         }
4444         if (!map->dim)
4445                 goto error;
4446         return (struct isl_set *)map;
4447 error:
4448         isl_map_free(map);
4449         return NULL;
4450 }
4451
4452 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4453 {
4454         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4455 }
4456
4457 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4458         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4459 {
4460         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4461         if (!bmap || !dim)
4462                 goto error;
4463
4464         isl_space_free(bmap->dim);
4465         bmap->dim = dim;
4466
4467         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4468
4469         return bmap;
4470 error:
4471         isl_basic_map_free(bmap);
4472         isl_space_free(dim);
4473         return NULL;
4474 }
4475
4476 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4477         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4478 {
4479         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4480                                                         dim);
4481 }
4482
4483 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4484         __isl_take isl_space *dim)
4485 {
4486         int i;
4487
4488         map = isl_map_cow(map);
4489         if (!map || !dim)
4490                 goto error;
4491
4492         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4493                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4494                                                     isl_space_copy(dim));
4495                 if (!map->p[i])
4496                         goto error;
4497         }
4498         isl_space_free(map->dim);
4499         map->dim = dim;
4500
4501         return map;
4502 error:
4503         isl_map_free(map);
4504         isl_space_free(dim);
4505         return NULL;
4506 }
4507
4508 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4509         __isl_take isl_space *dim)
4510 {
4511         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4512 }
4513
4514 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4515  */
4516 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4517 {
4518         isl_space *space;
4519         unsigned n;
4520
4521         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4522                 return bset;
4523
4524         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4525         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4526         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4527         space = isl_space_params(space);
4528         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4529         return bset;
4530 }
4531
4532 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4533  */
4534 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4535         __isl_take isl_basic_set *bset)
4536 {
4537         isl_space *space;
4538         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4539         space = isl_space_set_from_params(space);
4540         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4541         return bset;
4542 }
4543
4544 /* Compute the parameter domain of the given set.
4545  */
4546 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4547 {
4548         isl_space *space;
4549         unsigned n;
4550
4551         if (isl_set_is_params(set))
4552                 return set;
4553
4554         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4555         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4556         space = isl_set_get_space(set);
4557         space = isl_space_params(space);
4558         set = isl_set_reset_space(set, space);
4559         return set;
4560 }
4561
4562 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4563  */
4564 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4565 {
4566         isl_space *space;
4567         space = isl_set_get_space(set);
4568         space = isl_space_set_from_params(space);
4569         set = isl_set_reset_space(set, space);
4570         return set;
4571 }
4572
4573 /* Compute the parameter domain of the given map.
4574  */
4575 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4576 {
4577         isl_space *space;
4578         unsigned n;
4579
4580         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4581         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4582         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4583         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4584         space = isl_map_get_space(map);
4585         space = isl_space_params(space);
4586         map = isl_map_reset_space(map, space);
4587         return map;
4588 }
4589
4590 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4591 {
4592         isl_space *dim;
4593         struct isl_basic_set *domain;
4594         unsigned n_in;
4595         unsigned n_out;
4596
4597         if (!bmap)
4598                 return NULL;
4599         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4600
4601         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4602         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4603         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4604         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4605
4606         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4607
4608         return domain;
4609 }
4610
4611 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4612 {
4613         if (!bmap)
4614                 return -1;
4615         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4616 }
4617
4618 /* Is this basic map actually a set?
4619  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4620  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4621  */
4622 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4623 {
4624         if (!bmap)
4625                 return -1;
4626         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4627 }
4628
4629 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4630 {
4631         if (!bmap)
4632                 return NULL;
4633         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4634                 return bmap;
4635         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4636 }
4637
4638 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4639         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4640 {
4641         int i, k;
4642         isl_space *dim;
4643         isl_basic_map *domain;
4644         int nparam, n_in, n_out;
4645         unsigned total;
4646
4647         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4648         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4649         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4650
4651         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4652         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4653
4654         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4655         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4656         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4657
4658         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4659
4660         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4661                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4662                 if (k < 0)
4663                         goto error;
4664                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4665                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4666                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4667         }
4668
4669         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4670         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4671 error:
4672         isl_basic_map_free(bmap);
4673         return NULL;
4674 }
4675
4676 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4677         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4678 {
4679         int i, k;
4680         isl_space *dim;
4681         isl_basic_map *range;
4682         int nparam, n_in, n_out;
4683         unsigned total;
4684
4685         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4686         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4687         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4688
4689         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4690         range = isl_basic_map_universe(dim);
4691
4692         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4693         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4694         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4695
4696         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4697
4698         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4699                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4700                 if (k < 0)
4701                         goto error;
4702                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4703                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4704                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4705         }
4706
4707         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4708         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4709 error:
4710         isl_basic_map_free(bmap);
4711         return NULL;
4712 }
4713
4714 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4715 {
4716         if (!map)
4717                 return -1;
4718         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4719 }
4720
4721 /* Is this map actually a set?
4722  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4723  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4724  */
4725 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4726 {
4727         if (!map)
4728                 return -1;
4729         return isl_space_is_set(map->dim);
4730 }
4731
4732 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4733 {
4734         int i;
4735         struct isl_set *set;
4736
4737         if (!map)
4738                 goto error;
4739         if (isl_map_is_set(map))
4740                 return (isl_set *)map;
4741
4742         map = isl_map_cow(map);
4743         if (!map)
4744                 goto error;
4745
4746         set = (struct isl_set *) map;
4747         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4748         if (!set->dim)
4749                 goto error;
4750         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4751                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4752                 if (!set->p[i])
4753                         goto error;
4754         }
4755         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4756         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4757         return set;
4758 error:
4759         isl_map_free(map);
4760         return NULL;
4761 }
4762
4763 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4764 {
4765         int i;
4766         isl_space *domain_dim;
4767
4768         map = isl_map_cow(map);
4769         if (!map)
4770                 return NULL;
4771
4772         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4773         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4774         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4775         if (!map->dim)
4776                 goto error;
4777         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4778                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4779                 if (!map->p[i])
4780                         goto error;
4781         }
4782         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4783         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4784         return map;
4785 error:
4786         isl_map_free(map);
4787         return NULL;
4788 }
4789
4790 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4791 {
4792         int i;
4793         isl_space *range_dim;
4794
4795         map = isl_map_cow(map);
4796         if (!map)
4797                 return NULL;
4798
4799         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4800         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4801         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4802         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4803         if (!map->dim)
4804                 goto error;
4805         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4806                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4807                 if (!map->p[i])
4808                         goto error;
4809         }
4810         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4811         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4812         return map;
4813 error:
4814         isl_map_free(map);
4815         return NULL;
4816 }
4817
4818 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4819         __isl_take isl_space *dim)
4820 {
4821         int i;
4822         struct isl_map *map = NULL;
4823
4824         set = isl_set_cow(set);
4825         if (!set || !dim)
4826                 goto error;
4827         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4828         map = (struct isl_map *)set;
4829         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4830                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4831                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4832                 if (!map->p[i])
4833                         goto error;
4834         }
4835         isl_space_free(map->dim);
4836         map->dim = dim;
4837         return map;
4838 error:
4839         isl_space_free(dim);
4840         isl_set_free(set);
4841         return NULL;
4842 }
4843
4844 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4845         __isl_take isl_basic_set *bset)
4846 {
4847         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4848 }
4849
4850 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4851         __isl_take isl_basic_set *bset)
4852 {
4853         isl_space *space;
4854         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4855         space = isl_space_from_range(space);
4856         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4857         return (isl_basic_map *)bset;
4858 }
4859
4860 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4861 {
4862         isl_space *space;
4863         space = isl_set_get_space(set);
4864         space = isl_space_from_range(space);
4865         set = isl_set_reset_space(set, space);
4866         return (struct isl_map *)set;
4867 }
4868
4869 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4870 {
4871         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4872 }
4873
4874 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4875         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4876 {
4877         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4878 }
4879
4880 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4881         __isl_take isl_set *range)
4882 {
4883         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4884 }
4885
4886 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4887 {
4888         int i;
4889         struct isl_set *set = NULL;
4890
4891         if (!map)
4892                 return NULL;
4893         map = isl_map_cow(map);
4894         if (!map)
4895                 return NULL;
4896         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4897         if (!map->dim)
4898                 goto error;
4899         set = (struct isl_set *)map;
4900         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4901                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4902                 if (!set->p[i])
4903                         goto error;
4904         }
4905         return set;
4906 error:
4907         isl_map_free(map);
4908         return NULL;
4909 }
4910
4911 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4912         unsigned flags)
4913 {
4914         struct isl_map *map;
4915
4916         if (!dim)
4917                 return NULL;
4918         if (n < 0)
4919                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4920                         "negative number of basic maps", goto error);
4921         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4922                         sizeof(struct isl_map) +
4923                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4924         if (!map)
4925                 goto error;
4926
4927         map->ctx = dim->ctx;
4928         isl_ctx_ref(map->ctx);
4929         map->ref = 1;
4930         map->size = n;
4931         map->n = 0;
4932         map->dim = dim;
4933         map->flags = flags;
4934         return map;
4935 error:
4936         isl_space_free(dim);
4937         return NULL;
4938 }
4939
4940 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4941                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4942                 unsigned flags)
4943 {
4944         struct isl_map *map;
4945         isl_space *dims;
4946
4947         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4948         if (!dims)
4949                 return NULL;
4950
4951         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4952         return map;
4953 }
4954
4955 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4956 {
4957         struct isl_basic_map *bmap;
4958         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4959         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4960         return bmap;
4961 }
4962
4963 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4964 {
4965         struct isl_basic_set *bset;
4966         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4967         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4968         return bset;
4969 }
4970
4971 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4972 {
4973         struct isl_basic_map *bmap;
4974         if (!model)
4975                 return NULL;
4976         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4977         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4978         return bmap;
4979 }
4980
4981 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4982 {
4983         struct isl_basic_map *bmap;
4984         if (!model)
4985                 return NULL;
4986         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4987         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4988         return bmap;
4989 }
4990
4991 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4992 {
4993         struct isl_basic_set *bset;
4994         if (!model)
4995                 return NULL;
4996         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4997         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4998         return bset;
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5002 {
5003         struct isl_basic_map *bmap;
5004         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5005         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5006         return bmap;
5007 }
5008
5009 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5010 {
5011         struct isl_basic_set *bset;
5012         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5013         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5014         return bset;
5015 }
5016
5017 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5018 {
5019         int i;
5020         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5021         isl_basic_map *bmap;
5022
5023         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5024         for (i = 0; i < total; ++i) {
5025                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5026                 if (k < 0)
5027                         goto error;
5028                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5029                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5030         }
5031         return bmap;
5032 error:
5033         isl_basic_map_free(bmap);
5034         return NULL;
5035 }
5036
5037 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5038 {
5039         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5040 }
5041
5042 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5043 {
5044         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5045 }
5046
5047 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5048 {
5049         return isl_map_nat_universe(dim);
5050 }
5051
5052 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5053                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5054 {
5055         if (!model)
5056                 return NULL;
5057         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5058 }
5059
5060 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5061 {
5062         if (!model)
5063                 return NULL;
5064         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5065 }
5066
5067 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5068         __isl_keep isl_set *model)
5069 {
5070         if (!model)
5071                 return NULL;
5072         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5073 }
5074
5075 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5076 {
5077         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5078 }
5079
5080 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5081 {
5082         if (!model)
5083                 return NULL;
5084         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5085 }
5086
5087 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5088 {
5089         if (!model)
5090                 return NULL;
5091         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5092 }
5093
5094 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5095 {
5096         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5097 }
5098
5099 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5100 {
5101         if (!model)
5102                 return NULL;
5103         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5104 }
5105
5106 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5107 {
5108         struct isl_map *map;
5109         if (!dim)
5110                 return NULL;
5111         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5112         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5113         return map;
5114 }
5115
5116 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5117 {
5118         struct isl_set *set;
5119         if (!dim)
5120                 return NULL;
5121         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5122         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5123         return set;
5124 }
5125
5126 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5127 {
5128         if (!model)
5129                 return NULL;
5130         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5131 }
5132
5133 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5134 {
5135         int i;
5136         struct isl_map *dup;
5137
5138         if (!map)
5139                 return NULL;
5140         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5141         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5142                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5143         return dup;
5144 }
5145
5146 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5147                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5148 {
5149         if (!bmap || !map)
5150                 goto error;
5151         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5152                 isl_basic_map_free(bmap);
5153                 return map;
5154         }
5155         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5156         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5157         map->p[map->n] = bmap;
5158         map->n++;
5159         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5160         return map;
5161 error:
5162         if (map)
5163                 isl_map_free(map);
5164         if (bmap)
5165                 isl_basic_map_free(bmap);
5166         return NULL;
5167 }
5168
5169 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5170 {
5171         int i;
5172
5173         if (!map)
5174                 return NULL;
5175
5176         if (--map->ref > 0)
5177                 return NULL;
5178
5179         isl_ctx_deref(map->ctx);
5180         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5181                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5182         isl_space_free(map->dim);
5183         free(map);
5184
5185         return NULL;
5186 }
5187
5188 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5189                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5190 {
5191         int i;
5192
5193         base = isl_map_cow(base);
5194         if (!base)
5195                 return NULL;
5196
5197         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5198         if (!base->dim)
5199                 goto error;
5200         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5201                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5202                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5203                 if (!base->p[i])
5204                         goto error;
5205         }
5206         return base;
5207 error:
5208         isl_map_free(base);
5209         return NULL;
5210 }
5211
5212 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5213                 unsigned nparam, unsigned dim)
5214 {
5215         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5216                                                         nparam, 0, dim);
5217 }
5218
5219 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5220         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5221 {
5222         int j;
5223
5224         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5225         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5226         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5227         if (j < 0)
5228                 goto error;
5229         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5230         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5231         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5232         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5233         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5234 error:
5235         isl_basic_map_free(bmap);
5236         return NULL;
5237 }
5238
5239 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5240         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5241 {
5242         int j;
5243
5244         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5245         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5246         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5247         if (j < 0)
5248                 goto error;
5249         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5250         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5251         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5252         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5253         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5254 error:
5255         isl_basic_map_free(bmap);
5256         return NULL;
5257 }
5258
5259 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5260                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5261 {
5262         if (!bmap)
5263                 return NULL;
5264         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5265         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5266                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5267 error:
5268         isl_basic_map_free(bmap);
5269         return NULL;
5270 }
5271
5272 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5273                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5274 {
5275         if (!bmap)
5276                 return NULL;
5277         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5278         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5279                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5280 error:
5281         isl_basic_map_free(bmap);
5282         return NULL;
5283 }
5284
5285 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5286                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5287 {
5288         return (struct isl_basic_set *)
5289                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5290                                         type, pos, value);
5291 }
5292
5293 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5294                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5295 {
5296         return (struct isl_basic_set *)
5297                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5298                                         type, pos, value);
5299 }
5300
5301 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5302                 unsigned input, int value)
5303 {
5304         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5305 }
5306
5307 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5308                 unsigned dim, int value)
5309 {
5310         return (struct isl_basic_set *)
5311                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5312                                         isl_dim_set, dim, value);
5313 }
5314
5315 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5316 {
5317         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5318
5319         if (empty < 0)
5320                 return -1;
5321         if (!empty)
5322                 return 0;
5323
5324         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5325         if (i != map->n - 1) {
5326                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5327                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5328         }
5329         map->n--;
5330
5331         return 0;
5332 }
5333
5334 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5335                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5336 {
5337         int i;
5338
5339         map = isl_map_cow(map);
5340         if (!map)
5341                 return NULL;
5342
5343         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5344         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5345                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5346                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5347                         goto error;
5348         }
5349         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5350         return map;
5351 error:
5352         isl_map_free(map);
5353         return NULL;
5354 }
5355
5356 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5357                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5358 {
5359         return (struct isl_set *)
5360                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5361 }
5362
5363 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5364                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5365 {
5366         int i;
5367
5368         map = isl_map_cow(map);
5369         if (!map)
5370                 return NULL;
5371
5372         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5373         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5374                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5375                 if (!map->p[i])
5376                         goto error;
5377         }
5378         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5379         return map;
5380 error:
5381         isl_map_free(map);
5382         return NULL;
5383 }
5384
5385 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5386                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5387 {
5388         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5389 }
5390
5391 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5392                 unsigned input, int value)
5393 {
5394         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5395 }
5396
5397 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5398 {
5399         return (struct isl_set *)
5400                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5401 }
5402
5403 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5404         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5405         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5406 {
5407         int j;
5408
5409         if (!bmap)
5410                 return NULL;
5411         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5412         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5413         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5414         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5415         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5416         if (j < 0)
5417                 goto error;
5418         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5419         if (upper) {
5420                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5421                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5422         } else {
5423                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5424                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5425         }
5426         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5427         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5428 error:
5429         isl_basic_map_free(bmap);
5430         return NULL;
5431 }
5432
5433 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5434         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5435         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5436 {
5437         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5438 }
5439
5440 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5441  */
5442 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5443         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5444         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5445 {
5446         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5447 }
5448
5449 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5450         unsigned dim, isl_int value)
5451 {
5452         int j;
5453
5454         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5455         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5456         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5457         if (j < 0)
5458                 goto error;
5459         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5460         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5461         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5462         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5463         return isl_basic_set_finalize(bset);
5464 error:
5465         isl_basic_set_free(bset);
5466         return NULL;
5467 }
5468
5469 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5470         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5471 {
5472         int i;
5473
5474         map = isl_map_cow(map);
5475         if (!map)
5476                 return NULL;
5477
5478         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5479         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5480                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5481                                                  type, pos, value, upper);
5482                 if (!map->p[i])
5483                         goto error;
5484         }
5485         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5486         return map;
5487 error:
5488         isl_map_free(map);
5489         return NULL;
5490 }
5491
5492 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5493         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5494 {
5495         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5496 }
5497
5498 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5499         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5500 {
5501         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5502 }
5503
5504 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5505                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5506 {
5507         return (struct isl_set *)
5508                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5509 }
5510
5511 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5512         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5513 {
5514         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5515 }
5516
5517 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5518  * is set) to "value".
5519  */
5520 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5521         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5522         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5523 {
5524         int j;
5525
5526         if (!bmap)
5527                 return NULL;
5528         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5529                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5530                         "index out of bounds", goto error);
5531         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5532         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5533         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5534         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5535         if (j < 0)
5536                 goto error;
5537         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5538         if (upper) {
5539                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5540                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5541         } else {
5542                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5543                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5544         }
5545         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5546         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5547 error:
5548         isl_basic_map_free(bmap);
5549         return NULL;
5550 }
5551
5552 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5553  * is set) to "value".
5554  */
5555 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5556         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5557 {
5558         int i;
5559
5560         map = isl_map_cow(map);
5561         if (!map)
5562                 return NULL;
5563
5564         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5565                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5566                         "index out of bounds", goto error);
5567         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5568                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5569                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5570                         goto error;
5571         }
5572         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5573         return map;
5574 error:
5575         isl_map_free(map);
5576         return NULL;
5577 }
5578
5579 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5580         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5581 {
5582         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5583 }
5584
5585 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5586         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5587 {
5588         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5589 }
5590
5591 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5592         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5593 {
5594         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5595 }
5596
5597 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5598         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5599 {
5600         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5601 }
5602
5603 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5604                                         isl_int value)
5605 {
5606         int i;
5607
5608         set = isl_set_cow(set);
5609         if (!set)
5610                 return NULL;
5611
5612         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5613         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5614                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5615                 if (!set->p[i])
5616                         goto error;
5617         }
5618         return set;
5619 error:
5620         isl_set_free(set);
5621         return NULL;
5622 }
5623
5624 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5625 {
5626         int i;
5627
5628         map = isl_map_cow(map);
5629         if (!map)
5630                 return NULL;
5631
5632         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5633         if (!map->dim)
5634                 goto error;
5635         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5636                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5637                 if (!map->p[i])
5638                         goto error;
5639         }
5640         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5641         return map;
5642 error:
5643         isl_map_free(map);
5644         return NULL;
5645 }
5646
5647 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5648                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5649                 struct isl_set **empty, int max)
5650 {
5651         if (!bmap)
5652                 goto error;
5653         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5654                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5655         else
5656                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5657 error:
5658         isl_basic_map_free(bmap);
5659         isl_basic_set_free(dom);
5660         if (empty)
5661                 *empty = NULL;
5662         return NULL;
5663 }
5664
5665 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5666                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5667                 struct isl_set **empty)
5668 {
5669         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5670 }
5671
5672 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
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, 0);
5677 }
5678
5679 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5680                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5681                 struct isl_set **empty)
5682 {
5683         return (struct isl_set *)
5684                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5685                         dom, empty);
5686 }
5687
5688 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5689                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5690                 struct isl_set **empty)
5691 {
5692         return (struct isl_set *)
5693                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5694                         dom, empty);
5695 }
5696
5697 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5698         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5699         __isl_give isl_set **empty)
5700 {
5701         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5702 }
5703
5704 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_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, 1);
5709 }
5710
5711 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5712         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5713         __isl_give isl_set **empty)
5714 {
5715         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5716 }
5717
5718 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_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_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5723 }
5724
5725 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5726         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5727 {
5728         isl_basic_set *dom = NULL;
5729         isl_space *dom_space;
5730
5731         if (!bmap)
5732                 goto error;
5733         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5734         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5735         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5736 error:
5737         isl_basic_map_free(bmap);
5738         return NULL;
5739 }
5740
5741 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5742         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5743 {
5744         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5745 }
5746
5747 #undef TYPE
5748 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5749 #undef SUFFIX
5750 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5751 #undef EMPTY
5752 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5753 #undef ADD
5754 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5755 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5756
5757 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5758  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5759  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5760  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5761  *
5762  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5763  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5764  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5765  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5766  * update both "res" and "todo".
5767  */
5768 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5769         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5770         __isl_give isl_set **empty, int max)
5771 {
5772         int i;
5773         isl_pw_multi_aff *res;
5774         isl_set *todo;
5775
5776         if (!map || !dom)
5777                 goto error;
5778
5779         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5780                 if (empty)
5781                         *empty = dom;
5782                 else
5783                         isl_set_free(dom);
5784                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5785         }
5786
5787         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5788                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5789                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5790
5791         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5792                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5793                 isl_set *todo_i;
5794
5795                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5796                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5797                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5798
5799                 if (max)
5800                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5801                 else
5802                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5803
5804                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5805         }
5806
5807         isl_set_free(dom);
5808         isl_map_free(map);
5809
5810         if (empty)
5811                 *empty = todo;
5812         else
5813                 isl_set_free(todo);
5814
5815         return res;
5816 error:
5817         if (empty)
5818                 *empty = NULL;
5819         isl_set_free(dom);
5820         isl_map_free(map);
5821         return NULL;
5822 }
5823
5824 #undef TYPE
5825 #define TYPE    isl_map
5826 #undef SUFFIX
5827 #define SUFFIX
5828 #undef EMPTY
5829 #define EMPTY   isl_map_empty
5830 #undef ADD
5831 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5832 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5833
5834 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5835  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5836  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5837  *
5838  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5839  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5840  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5841  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5842  * update both "res" and "todo".
5843  *
5844  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5845  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5846  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5847  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5848  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5849  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5850  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5851  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5852  * for the ith basic map, i.e.,
5853  *
5854  *      todo^i = todo^k * todo_i
5855  *
5856  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5857  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5858  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5859  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5860  * the lexicographic order.)
5861  * In practice, we compute
5862  *
5863  *      res^k * (res_i . "<=")
5864  *
5865  * and
5866  *
5867  *      res_i * (res^k . "<")
5868  *
5869  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5870  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5871  * that one, i.e.,
5872  *
5873  *      res^k * todo_i
5874  * and
5875  *      res_i * todo^k
5876  *
5877  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5878  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5879  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5880  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5881  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5882  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5883  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5884  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5885  * the previous basic maps.
5886  */
5887 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5888                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5889                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5890 {
5891         int i;
5892         struct isl_map *res;
5893         struct isl_set *todo;
5894
5895         if (!map || !dom)
5896                 goto error;
5897
5898         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5899                 if (empty)
5900                         *empty = dom;
5901                 else
5902                         isl_set_free(dom);
5903                 return map;
5904         }
5905
5906         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5907                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5908
5909         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5910                 isl_map *lt, *le;
5911                 isl_map *res_i;
5912                 isl_set *todo_i;
5913                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5914
5915                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5916                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5917
5918                 if (max) {
5919                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5920                         le = isl_map_lex_le(dim);
5921                 } else {
5922                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5923                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5924                 }
5925                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5926                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5927                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5928                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5929
5930                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5931                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5932                                                         isl_set_copy(todo_i));
5933                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5934                                                         isl_set_copy(todo));
5935                 }
5936
5937                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5938                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5939                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5940
5941                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5942         }
5943
5944         isl_set_free(dom);
5945         isl_map_free(map);
5946
5947         if (empty)
5948                 *empty = todo;
5949         else
5950                 isl_set_free(todo);
5951
5952         return res;
5953 error:
5954         if (empty)
5955                 *empty = NULL;
5956         isl_set_free(dom);
5957         isl_map_free(map);
5958         return NULL;
5959 }
5960
5961 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5962                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5963                 __isl_give isl_set **empty)
5964 {
5965         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5966 }
5967
5968 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
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, 0);
5973 }
5974
5975 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5976                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5977                 __isl_give isl_set **empty)
5978 {
5979         return (struct isl_set *)
5980                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5981                         dom, empty);
5982 }
5983
5984 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5985                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5986                 __isl_give isl_set **empty)
5987 {
5988         return (struct isl_set *)
5989                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5990                         dom, empty);
5991 }
5992
5993 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5994 {
5995         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5996         isl_space *dom_dim;
5997
5998         if (!bmap)
5999                 goto error;
6000         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
6001         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
6002         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6003 error:
6004         isl_basic_map_free(bmap);
6005         return NULL;
6006 }
6007
6008 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6009 {
6010         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6011 }
6012
6013 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6014 {
6015         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6016 }
6017
6018 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6019 {
6020         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6021 }
6022
6023 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6024 {
6025         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6026 }
6027
6028 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6029 {
6030         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6031 }
6032
6033 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6034 {
6035         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6036 }
6037
6038 /* Extract the first and only affine expression from list
6039  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6040  * This domain is known to be disjoint from other domains
6041  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6042  */
6043 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6044         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6045 {
6046         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6047         isl_aff *aff;
6048         isl_pw_aff **pwaff = user;
6049         isl_pw_aff *pwaff_i;
6050
6051         if (!list)
6052                 goto error;
6053         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6054                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6055                         "expecting single element list", goto error);
6056
6057         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6058         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6059
6060         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6061
6062         isl_aff_list_free(list);
6063
6064         return 0;
6065 error:
6066         isl_basic_set_free(dom);
6067         isl_aff_list_free(list);
6068         return -1;
6069 }
6070
6071 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6072  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6073  *
6074  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6075  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6076  */
6077 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6078         int max)
6079 {
6080         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6081         isl_pw_aff *pwaff;
6082         int r;
6083
6084         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6085         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6086         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6087
6088         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6089         if (r < 0)
6090                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6091
6092         return pwaff;
6093 }
6094
6095 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6096  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6097  * but independently of the other output dimensions.
6098  *
6099  * We first project out the other output dimension and then compute
6100  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6101  * using isl_pw_aff_union_max.
6102  */
6103 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6104         int max)
6105 {
6106         int i;
6107         isl_pw_aff *pwaff;
6108         unsigned n_out;
6109
6110         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6111         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6112         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6113         if (!map)
6114                 return NULL;
6115
6116         if (map->n == 0) {
6117                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6118                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6119                 isl_map_free(map);
6120                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6121         }
6122
6123         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6124         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6125                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6126
6127                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6128                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6129         }
6130
6131         isl_map_free(map);
6132
6133         return pwaff;
6134 }
6135
6136 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6137  * parameters and input dimensions, but independently of
6138  * the other output dimensions.
6139  */
6140 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6141 {
6142         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6143 }
6144
6145 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6146  * as a function of the parameters,
6147  * but independently of the other set dimensions.
6148  */
6149 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6150         int max)
6151 {
6152         return map_dim_opt(set, pos, max);
6153 }
6154
6155 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6156  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6157  */
6158 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6159 {
6160         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6161 }
6162
6163 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6164  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6165  */
6166 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6167 {
6168         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6169 }
6170
6171 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6172  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6173  */
6174 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6175         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6176 {
6177         unsigned nparam;
6178
6179         if (!bset || !mat)
6180                 goto error;
6181
6182         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6183         if (!bset->dim)
6184                 goto error;
6185
6186         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6187
6188         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6189
6190         bset->dim->nparam = 0;
6191         bset->dim->n_out = nparam;
6192         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6193         if (bset) {
6194                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6195                 bset->dim->n_out = 0;
6196         }
6197         return bset;
6198 error:
6199         isl_mat_free(mat);
6200         isl_basic_set_free(bset);
6201         return NULL;
6202 }
6203
6204 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6205  * set is assumed to have only parameters and divs.
6206  */
6207 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6208         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6209 {
6210         isl_space *dim = NULL;
6211         unsigned nparam;
6212
6213         if (!set || !mat)
6214                 goto error;
6215
6216         dim = isl_space_copy(set->dim);
6217         dim = isl_space_cow(dim);
6218         if (!dim)
6219                 goto error;
6220
6221         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6222
6223         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6224
6225         dim->nparam = 0;
6226         dim->n_out = nparam;
6227         isl_set_reset_space(set, dim);
6228         set = isl_set_preimage(set, mat);
6229         if (!set)
6230                 goto error2;
6231         dim = isl_space_copy(set->dim);
6232         dim = isl_space_cow(dim);
6233         if (!dim)
6234                 goto error2;
6235         dim->nparam = dim->n_out;
6236         dim->n_out = 0;
6237         isl_set_reset_space(set, dim);
6238         return set;
6239 error:
6240         isl_space_free(dim);
6241         isl_mat_free(mat);
6242 error2:
6243         isl_set_free(set);
6244         return NULL;
6245 }
6246
6247 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6248  * equalities in "eq".
6249  */
6250 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6251         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6252 {
6253         int i, k;
6254         unsigned len;
6255
6256         if (!bset || !eq)
6257                 goto error;
6258
6259         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6260                                         eq->n_row, 0);
6261         if (!bset)
6262                 goto error;
6263
6264         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6265         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6266                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6267                 if (k < 0)
6268                         goto error;
6269                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6270                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6271         }
6272         isl_mat_free(eq);
6273
6274         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6275         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6276
6277         return bset;
6278 error:
6279         isl_mat_free(eq);
6280         isl_basic_set_free(bset);
6281         return NULL;
6282 }
6283
6284 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6285  * equalities in "eq".
6286  */
6287 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6288         struct isl_mat *eq)
6289 {
6290         int i;
6291
6292         if (!set || !eq)
6293                 goto error;
6294
6295         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6296                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6297                                         isl_mat_copy(eq));
6298                 if (!set->p[i])
6299                         goto error;
6300         }
6301         isl_mat_free(eq);
6302         return set;
6303 error:
6304         isl_mat_free(eq);
6305         isl_set_free(set);
6306         return NULL;
6307 }
6308
6309 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6310  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6311  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6312  * The output has the same parameters, but only
6313  * explicit existentially quantified variables.
6314  *
6315  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6316  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6317  * among the parameters by performing a variable compression on
6318  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6319  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6320  */
6321 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6322 {
6323         int i, j;
6324         struct isl_mat *eq;
6325         struct isl_mat *T, *T2;
6326         struct isl_set *set;
6327         unsigned nparam, n_div;
6328
6329         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6330         if (!bset)
6331                 return NULL;
6332
6333         if (bset->n_eq == 0)
6334                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6335
6336         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6337
6338         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6339         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6340
6341         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6342                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6343                         ++i;
6344         }
6345         if (i == bset->n_eq)
6346                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6347
6348         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6349                 0, 1 + nparam);
6350         eq = isl_mat_cow(eq);
6351         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6352         if (T && T->n_col == 0) {
6353                 isl_mat_free(T);
6354                 isl_mat_free(T2);
6355                 isl_mat_free(eq);
6356                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6357                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6358         }
6359         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6360
6361         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6362         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6363         set = set_append_equalities(set, eq);
6364         return set;
6365 }
6366
6367 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6368  * quantified variables.
6369  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6370  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6371  * no input or output dimensions and the dimension specification
6372  * is reset to that of the input.
6373  */
6374 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6375 {
6376         struct isl_basic_set *bset;
6377         struct isl_set *set;
6378         struct isl_map *map;
6379         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6380         unsigned         nparam;
6381         unsigned         n_in;
6382         unsigned         n_out;
6383
6384         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6385         if (!bmap)
6386                 return NULL;
6387
6388         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6389         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6390         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6391         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6392         if (!dim)
6393                 goto error;
6394
6395         orig_dim = bmap->dim;
6396         bmap->dim = dim;
6397         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6398
6399         set = parameter_compute_divs(bset);
6400         map = (struct isl_map *)set;
6401         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6402
6403         return map;
6404 error:
6405         isl_basic_map_free(bmap);
6406         return NULL;
6407 }
6408
6409 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6410 {
6411         int i;
6412         unsigned off;
6413
6414         if (!bmap)
6415                 return -1;
6416
6417         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6418         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6419                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6420                         return 0;
6421                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6422                                 return -1);
6423         }
6424         return 1;
6425 }
6426
6427 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6428 {
6429         int i;
6430
6431         if (!map)
6432                 return -1;
6433
6434         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6435                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6436                 if (known <= 0)
6437                         return known;
6438         }
6439
6440         return 1;
6441 }
6442
6443 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6444  * expressions for them.  However, this computation may be
6445  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6446  * strictly needed.
6447  */
6448 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6449 {
6450         int known;
6451         struct isl_map *map;
6452
6453         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6454         if (known < 0)
6455                 goto error;
6456         if (known)
6457                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6458
6459         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6460
6461         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6462         if (known < 0)
6463                 goto error;
6464         if (known)
6465                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6466
6467         map = compute_divs(bmap);
6468         return map;
6469 error:
6470         isl_basic_map_free(bmap);
6471         return NULL;
6472 }
6473
6474 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6475 {
6476         int i;
6477         int known;
6478         struct isl_map *res;
6479
6480         if (!map)
6481                 return NULL;
6482         if (map->n == 0)
6483                 return map;
6484
6485         known = map_divs_known(map);
6486         if (known < 0) {
6487                 isl_map_free(map);
6488                 return NULL;
6489         }
6490         if (known)
6491                 return map;
6492
6493         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6494         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6495                 struct isl_map *r2;
6496                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6497                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6498                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6499                 else
6500                         res = isl_map_union(res, r2);
6501         }
6502         isl_map_free(map);
6503
6504         return res;
6505 }
6506
6507 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6508 {
6509         return (struct isl_set *)
6510                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6511 }
6512
6513 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6514 {
6515         return (struct isl_set *)
6516                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6517 }
6518
6519 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6520 {
6521         int i;
6522         struct isl_set *set;
6523
6524         if (!map)
6525                 goto error;
6526
6527         map = isl_map_cow(map);
6528         if (!map)
6529                 return NULL;
6530
6531         set = (struct isl_set *)map;
6532         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6533         if (!set->dim)
6534                 goto error;
6535         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6536                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6537                 if (!set->p[i])
6538                         goto error;
6539         }
6540         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6541         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6542         return set;
6543 error:
6544         isl_map_free(map);
6545         return NULL;
6546 }
6547
6548 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6549  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6550  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6551  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6552  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6553  * may not be disjoint.
6554  *
6555  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6556  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6557  */
6558 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6559         __isl_take isl_map *map2)
6560 {
6561         int i;
6562         unsigned flags = 0;
6563         struct isl_map *map = NULL;
6564         int is_universe;
6565
6566         if (!map1 || !map2)
6567                 goto error;
6568
6569         if (map1->n == 0) {
6570                 isl_map_free(map1);
6571                 return map2;
6572         }
6573         if (map2->n == 0) {
6574                 isl_map_free(map2);
6575                 return map1;
6576         }
6577
6578         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6579         if (is_universe < 0)
6580                 goto error;
6581         if (is_universe) {
6582                 isl_map_free(map2);
6583                 return map1;
6584         }
6585
6586         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6587         if (is_universe < 0)
6588                 goto error;
6589         if (is_universe) {
6590                 isl_map_free(map1);
6591                 return map2;
6592         }
6593
6594         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6595
6596         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6597             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6598                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6599
6600         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6601                                 map1->n + map2->n, flags);
6602         if (!map)
6603                 goto error;
6604         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6605                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6606                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6607                 if (!map)
6608                         goto error;
6609         }
6610         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6611                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6612                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6613                 if (!map)
6614                         goto error;
6615         }
6616         isl_map_free(map1);
6617         isl_map_free(map2);
6618         return map;
6619 error:
6620         isl_map_free(map);
6621         isl_map_free(map1);
6622         isl_map_free(map2);
6623         return NULL;
6624 }
6625
6626 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6627         __isl_take isl_map *map2)
6628 {
6629         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6630 }
6631
6632 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6633 {
6634         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6635         if (!map1)
6636                 return NULL;
6637         if (map1->n > 1)
6638                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6639         return map1;
6640 }
6641
6642 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6643                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6644 {
6645         return (struct isl_set *)
6646                 isl_map_union_disjoint(
6647                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6648 }
6649
6650 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6651 {
6652         return (struct isl_set *)
6653                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6654 }
6655
6656 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6657  * the results.
6658  *
6659  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6660  */
6661 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6662         __isl_take isl_set *set,
6663         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6664                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6665 {
6666         unsigned flags = 0;
6667         struct isl_map *result;
6668         int i, j;
6669
6670         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6671                 isl_set_free(set);
6672                 return map;
6673         }
6674
6675         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6676             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6677                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6678
6679         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6680                                         map->n * set->n, flags);
6681         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6682                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6683                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6684                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6685                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6686                         if (!result)
6687                                 break;
6688                 }
6689
6690         isl_map_free(map);
6691         isl_set_free(set);
6692         return result;
6693 }
6694
6695 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6696         __isl_take isl_set *set)
6697 {
6698         if (!map || !set)
6699                 goto error;
6700
6701         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6702                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6703                         "incompatible spaces", goto error);
6704
6705         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6706 error:
6707         isl_map_free(map);
6708         isl_set_free(set);
6709         return NULL;
6710 }
6711
6712 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6713         __isl_take isl_set *set)
6714 {
6715         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6716 }
6717
6718 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6719         __isl_take isl_set *set)
6720 {
6721         if (!map || !set)
6722                 goto error;
6723
6724         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6725                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6726                         "incompatible spaces", goto error);
6727
6728         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6729 error:
6730         isl_map_free(map);
6731         isl_set_free(set);
6732         return NULL;
6733 }
6734
6735 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6736         __isl_take isl_set *set)
6737 {
6738         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6739                                                 &map_intersect_domain);
6740 }
6741
6742 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6743         __isl_take isl_map *map2)
6744 {
6745         if (!map1 || !map2)
6746                 goto error;
6747         map1 = isl_map_reverse(map1);
6748         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6749         return isl_map_reverse(map1);
6750 error:
6751         isl_map_free(map1);
6752         isl_map_free(map2);
6753         return NULL;
6754 }
6755
6756 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6757         __isl_take isl_map *map2)
6758 {
6759         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6760 }
6761
6762 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6763         __isl_take isl_map *map2)
6764 {
6765         isl_space *dim_result;
6766         struct isl_map *result;
6767         int i, j;
6768
6769         if (!map1 || !map2)
6770                 goto error;
6771
6772         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6773                                   isl_space_copy(map2->dim));
6774
6775         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6776         if (!result)
6777                 goto error;
6778         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6779                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6780                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6781                             isl_basic_map_apply_range(
6782                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6783                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6784                         if (!result)
6785                                 goto error;
6786                 }
6787         isl_map_free(map1);
6788         isl_map_free(map2);
6789         if (result && result->n <= 1)
6790                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6791         return result;
6792 error:
6793         isl_map_free(map1);
6794         isl_map_free(map2);
6795         return NULL;
6796 }
6797
6798 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6799         __isl_take isl_map *map2)
6800 {
6801         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6802 }
6803
6804 /*
6805  * returns range - domain
6806  */
6807 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6808 {
6809         isl_space *dims, *target_dim;
6810         struct isl_basic_set *bset;
6811         unsigned dim;
6812         unsigned nparam;
6813         int i;
6814
6815         if (!bmap)
6816                 goto error;
6817         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6818                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6819                    goto error);
6820         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6821         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6822         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6823         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6824         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6825         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6826         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6827         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6828         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6829         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6830                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6831                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6832                 if (j < 0) {
6833                         bset = isl_basic_set_free(bset);
6834                         break;
6835                 }
6836                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6837                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6838                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6839                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6840         }
6841         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6842         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6843         return bset;
6844 error:
6845         isl_basic_map_free(bmap);
6846         return NULL;
6847 }
6848
6849 /*
6850  * returns range - domain
6851  */
6852 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6853 {
6854         int i;
6855         isl_space *dim;
6856         struct isl_set *result;
6857
6858         if (!map)
6859                 return NULL;
6860
6861         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6862                                                  map->dim, isl_dim_out),
6863                    goto error);
6864         dim = isl_map_get_space(map);
6865         dim = isl_space_domain(dim);
6866         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6867         if (!result)
6868                 goto error;
6869         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6870                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6871                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6872         isl_map_free(map);
6873         return result;
6874 error:
6875         isl_map_free(map);
6876         return NULL;
6877 }
6878
6879 /*
6880  * returns [domain -> range] -> range - domain
6881  */
6882 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6883         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6884 {
6885         int i, k;
6886         isl_space *dim;
6887         isl_basic_map *domain;
6888         int nparam, n;
6889         unsigned total;
6890
6891         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6892                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6893                         "domain and range don't match", goto error);
6894
6895         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6896         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6897
6898         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6899         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6900
6901         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6902         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6903         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6904
6905         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6906
6907         for (i = 0; i < n; ++i) {
6908                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6909                 if (k < 0)
6910                         goto error;
6911                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6912                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6913                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6914                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6915         }
6916
6917         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6918         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6919 error:
6920         isl_basic_map_free(bmap);
6921         return NULL;
6922 }
6923
6924 /*
6925  * returns [domain -> range] -> range - domain
6926  */
6927 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6928 {
6929         int i;
6930         isl_space *domain_dim;
6931
6932         if (!map)
6933                 return NULL;
6934
6935         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6936                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6937                         "domain and range don't match", goto error);
6938
6939         map = isl_map_cow(map);
6940         if (!map)
6941                 return NULL;
6942
6943         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6944         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6945         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6946         if (!map->dim)
6947                 goto error;
6948         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6949                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6950                 if (!map->p[i])
6951                         goto error;
6952         }
6953         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6954         return map;
6955 error:
6956         isl_map_free(map);
6957         return NULL;
6958 }
6959
6960 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6961 {
6962         struct isl_basic_map *bmap;
6963         unsigned nparam;
6964         unsigned dim;
6965         int i;
6966
6967         if (!dims)
6968                 return NULL;
6969
6970         nparam = dims->nparam;
6971         dim = dims->n_out;
6972         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6973         if (!bmap)
6974                 goto error;
6975
6976         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6977                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6978                 if (j < 0)
6979                         goto error;
6980                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6981                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6982                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6983         }
6984         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6985 error:
6986         isl_basic_map_free(bmap);
6987         return NULL;
6988 }
6989
6990 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6991 {
6992         if (!dim)
6993                 return NULL;
6994         if (dim->n_in != dim->n_out)
6995                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6996                         "number of input and output dimensions needs to be "
6997                         "the same", goto error);
6998         return basic_map_identity(dim);
6999 error:
7000         isl_space_free(dim);
7001         return NULL;
7002 }
7003
7004 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7005 {
7006         if (!model || !model->dim)
7007                 return NULL;
7008         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7009 }
7010
7011 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7012 {
7013         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7014 }
7015
7016 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7017 {
7018         if (!model || !model->dim)
7019                 return NULL;
7020         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7021 }
7022
7023 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7024 {
7025         if (!model || !model->dim)
7026                 return NULL;
7027         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7028 }
7029
7030 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7031 {
7032         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7033         isl_map *id;
7034         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7035         return isl_map_intersect_range(id, set);
7036 }
7037
7038 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7039  * values.
7040  */
7041 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7042         __isl_take isl_space *space)
7043 {
7044         int i;
7045         unsigned nparam;
7046         unsigned dim;
7047         struct isl_basic_set *bset;
7048
7049         if (!space)
7050                 return NULL;
7051         nparam = space->nparam;
7052         dim = space->n_out;
7053         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7054         if (!bset)
7055                 return NULL;
7056         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7057                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7058                 if (k < 0)
7059                         goto error;
7060                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7061                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7062         }
7063         return bset;
7064 error:
7065         isl_basic_set_free(bset);
7066         return NULL;
7067 }
7068
7069 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7070  */
7071 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7072         int pos)
7073 {
7074         int k;
7075         isl_basic_set *nonneg;
7076
7077         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7078         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7079         if (k < 0)
7080                 goto error;
7081         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7082         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7083
7084         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7085 error:
7086         isl_basic_set_free(nonneg);
7087         return NULL;
7088 }
7089
7090 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7091  */
7092 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7093 {
7094         int k;
7095         isl_basic_set *neg;
7096
7097         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7098         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7099         if (k < 0)
7100                 goto error;
7101         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7102         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7103         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7104
7105         return isl_basic_set_finalize(neg);
7106 error:
7107         isl_basic_set_free(neg);
7108         return NULL;
7109 }
7110
7111 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7112         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7113 {
7114         int i;
7115         isl_basic_set *nonneg;
7116         isl_basic_set *neg;
7117
7118         if (!set)
7119                 return NULL;
7120         if (n == 0)
7121                 return set;
7122
7123         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7124
7125         for (i = 0; i < n; ++i) {
7126                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7127                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7128                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7129                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7130
7131                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7132         }
7133
7134         return set;
7135 error:
7136         isl_set_free(set);
7137         return NULL;
7138 }
7139
7140 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7141         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7142         void *user)
7143 {
7144         isl_set *half;
7145
7146         if (!set)
7147                 return -1;
7148         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7149                 isl_set_free(set);
7150                 return 0;
7151         }
7152         if (first == len)
7153                 return fn(set, signs, user);
7154
7155         signs[first] = 1;
7156         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7157                                                         1 + first));
7158         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7159         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7160                 goto error;
7161
7162         signs[first] = -1;
7163         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7164                                                         1 + first));
7165         half = isl_set_intersect(half, set);
7166         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7167 error:
7168         isl_set_free(set);
7169         return -1;
7170 }
7171
7172 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7173  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7174  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7175  * to the sign of the corresponding variable.
7176  */
7177 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7178         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7179         void *user)
7180 {
7181         unsigned nparam;
7182         unsigned nvar;
7183         int *signs;
7184         int r;
7185
7186         if (!set)
7187                 return -1;
7188         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7189                 return 0;
7190
7191         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7192         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7193
7194         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7195
7196         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7197                             fn, user);
7198
7199         free(signs);
7200
7201         return r;
7202 }
7203
7204 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7205 {
7206         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7207 }
7208
7209 int isl_basic_map_is_subset(
7210                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7211 {
7212         int is_subset;
7213         struct isl_map *map1;
7214         struct isl_map *map2;
7215
7216         if (!bmap1 || !bmap2)
7217                 return -1;
7218
7219         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7220         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7221
7222         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7223
7224         isl_map_free(map1);
7225         isl_map_free(map2);
7226
7227         return is_subset;
7228 }
7229
7230 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7231         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7232 {
7233         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7234 }
7235
7236 int isl_basic_map_is_equal(
7237                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7238 {
7239         int is_subset;
7240
7241         if (!bmap1 || !bmap2)
7242                 return -1;
7243         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7244         if (is_subset != 1)
7245                 return is_subset;
7246         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7247         return is_subset;
7248 }
7249
7250 int isl_basic_set_is_equal(
7251                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7252 {
7253         return isl_basic_map_is_equal(
7254                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7255 }
7256
7257 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7258 {
7259         int i;
7260         int is_empty;
7261
7262         if (!map)
7263                 return -1;
7264         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7265                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7266                 if (is_empty < 0)
7267                         return -1;
7268                 if (!is_empty)
7269                         return 0;
7270         }
7271         return 1;
7272 }
7273
7274 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7275 {
7276         return map ? map->n == 0 : -1;
7277 }
7278
7279 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7280 {
7281         return isl_map_plain_is_empty(map);
7282 }
7283
7284 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7285 {
7286         return set ? set->n == 0 : -1;
7287 }
7288
7289 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7290 {
7291         return isl_set_plain_is_empty(set);
7292 }
7293
7294 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7295 {
7296         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7297 }
7298
7299 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7300 {
7301         if (!map1 || !map2)
7302                 return -1;
7303
7304         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7305 }
7306
7307 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7308 {
7309         if (!set1 || !set2)
7310                 return -1;
7311
7312         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7313 }
7314
7315 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7316 {
7317         int is_subset;
7318
7319         if (!map1 || !map2)
7320                 return -1;
7321         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7322         if (is_subset != 1)
7323                 return is_subset;
7324         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7325         return is_subset;
7326 }
7327
7328 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7329 {
7330         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7331 }
7332
7333 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7334                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7335 {
7336         int is_subset;
7337
7338         if (!bmap1 || !bmap2)
7339                 return -1;
7340         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7341         if (is_subset != 1)
7342                 return is_subset;
7343         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7344         if (is_subset == -1)
7345                 return is_subset;
7346         return !is_subset;
7347 }
7348
7349 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7350 {
7351         int is_subset;
7352
7353         if (!map1 || !map2)
7354                 return -1;
7355         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7356         if (is_subset != 1)
7357                 return is_subset;
7358         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7359         if (is_subset == -1)
7360                 return is_subset;
7361         return !is_subset;
7362 }
7363
7364 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7365 {
7366         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7367 }
7368
7369 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7370 {
7371         if (!bmap)
7372                 return -1;
7373         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7374 }
7375
7376 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7377 {
7378         if (!bset)
7379                 return -1;
7380         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7381 }
7382
7383 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7384 {
7385         int i;
7386
7387         if (!map)
7388                 return -1;
7389
7390         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7391                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7392                 if (r < 0 || r)
7393                         return r;
7394         }
7395
7396         return 0;
7397 }
7398
7399 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7400 {
7401         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7402 }
7403
7404 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7405 {
7406         return isl_set_plain_is_universe(set);
7407 }
7408
7409 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7410 {
7411         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7412         struct isl_vec *sample = NULL;
7413         int empty;
7414         unsigned total;
7415
7416         if (!bmap)
7417                 return -1;
7418
7419         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7420                 return 1;
7421
7422         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7423                 return 0;
7424
7425         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7426                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7427                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7428                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7429                 isl_basic_map_free(copy);
7430                 return empty;
7431         }
7432
7433         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7434         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7435                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7436                 if (contains < 0)
7437                         return -1;
7438                 if (contains)
7439                         return 0;
7440         }
7441         isl_vec_free(bmap->sample);
7442         bmap->sample = NULL;
7443         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7444         if (!bset)
7445                 return -1;
7446         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7447         if (!sample)
7448                 return -1;
7449         empty = sample->size == 0;
7450         isl_vec_free(bmap->sample);
7451         bmap->sample = sample;
7452         if (empty)
7453                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7454
7455         return empty;
7456 }
7457
7458 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7459 {
7460         if (!bmap)
7461                 return -1;
7462         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7463 }
7464
7465 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7466 {
7467         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7468 }
7469
7470 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7471 {
7472         if (!bset)
7473                 return -1;
7474         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7475 }
7476
7477 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7478 {
7479         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7480 }
7481
7482 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7483 {
7484         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7485 }
7486
7487 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7488         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7489 {
7490         struct isl_map *map;
7491         if (!bmap1 || !bmap2)
7492                 goto error;
7493
7494         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7495
7496         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7497         if (!map)
7498                 goto error;
7499         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7500         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7501         return map;
7502 error:
7503         isl_basic_map_free(bmap1);
7504         isl_basic_map_free(bmap2);
7505         return NULL;
7506 }
7507
7508 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7509                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7510 {
7511         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7512                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7513                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7514 }
7515
7516 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7517 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7518 {
7519         int i;
7520         unsigned off;
7521
7522         if (!bmap)
7523                 return NULL;
7524
7525         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7526
7527         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7528                 int pos;
7529                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7530                         continue;
7531                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7532                                                             bmap->n_div-i);
7533                 if (pos == -1)
7534                         continue;
7535                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7536                 --i;
7537         }
7538         return bmap;
7539 }
7540
7541 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7542 {
7543         return (struct isl_basic_set *)
7544                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7545 }
7546
7547 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7548 {
7549         int i;
7550
7551         if (!map)
7552                 return 0;
7553
7554         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7555                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7556                 if (!map->p[i])
7557                         goto error;
7558         }
7559
7560         return map;
7561 error:
7562         isl_map_free(map);
7563         return NULL;
7564 }
7565
7566 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7567  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7568  * list of divs is given by "div".
7569  */
7570 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7571         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7572 {
7573         int i, j;
7574         int n_div;
7575
7576         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7577         if (!bset || !div)
7578                 goto error;
7579
7580         if (div->n_row < bset->n_div)
7581                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7582                         "not an expansion", goto error);
7583
7584         n_div = bset->n_div;
7585         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7586                                             div->n_row - n_div, 0,
7587                                             2 * (div->n_row - n_div));
7588
7589         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7590                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7591                         goto error;
7592
7593         j = n_div - 1;
7594         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7595                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7596                         if (i != j)
7597                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7598                         j--;
7599                 } else {
7600                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7601                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7602                                 goto error;
7603                 }
7604         }
7605
7606         isl_mat_free(div);
7607         return bset;
7608 error:
7609         isl_basic_set_free(bset);
7610         isl_mat_free(div);
7611         return NULL;
7612 }
7613
7614 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7615  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7616  * 
7617  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7618  * of the corresponding div in dst otherwise.
7619  */
7620 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7621                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7622 {
7623         int i;
7624
7625         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7626
7627         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7628         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7629                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7630                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7631                                                 dst->n_div - div) == -1)
7632                         return i;
7633         return -1;
7634 }
7635
7636 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7637                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7638 {
7639         int i;
7640         unsigned total;
7641
7642         if (!dst || !src)
7643                 goto error;
7644
7645         if (src->n_div == 0)
7646                 return dst;
7647
7648         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7649                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7650
7651         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7652         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7653         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7654                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7655         if (!dst)
7656                 return NULL;
7657         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7658         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7659                 int j = find_div(dst, src, i);
7660                 if (j < 0) {
7661                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7662                         if (j < 0)
7663                                 goto error;
7664                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7665                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7666                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7667                                 goto error;
7668                 }
7669                 if (j != i)
7670                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7671         }
7672         return dst;
7673 error:
7674         isl_basic_map_free(dst);
7675         return NULL;
7676 }
7677
7678 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7679                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7680 {
7681         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7682                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7683 }
7684
7685 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7686 {
7687         int i;
7688
7689         if (!map)
7690                 return NULL;
7691         if (map->n == 0)
7692                 return map;
7693         map = isl_map_compute_divs(map);
7694         map = isl_map_cow(map);
7695         if (!map)
7696                 return NULL;
7697
7698         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7699                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7700         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7701                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7702
7703         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7704         return map;
7705 }
7706
7707 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7708 {
7709         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7710 }
7711
7712 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7713         __isl_take isl_map *map)
7714 {
7715         if (!set || !map)
7716                 goto error;
7717         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7718         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7719         set = isl_map_range(map);
7720         return set;
7721 error:
7722         isl_set_free(set);
7723         isl_map_free(map);
7724         return NULL;
7725 }
7726
7727 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7728         __isl_take isl_map *map)
7729 {
7730         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7731 }
7732
7733 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7734  * the meaning of the set.
7735  */
7736 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7737 {
7738         int i;
7739
7740         if (!map)
7741                 return NULL;
7742
7743         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7744                 remove_if_empty(map, i);
7745
7746         return map;
7747 }
7748
7749 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7750 {
7751         return (struct isl_set *)
7752                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7753 }
7754
7755 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7756 {
7757         struct isl_basic_map *bmap;
7758         if (!map || map->n == 0)
7759                 return NULL;
7760         bmap = map->p[map->n-1];
7761         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7762         return isl_basic_map_copy(bmap);
7763 }
7764
7765 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7766 {
7767         return (struct isl_basic_set *)
7768                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7769 }
7770
7771 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7772                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7773 {
7774         int i;
7775
7776         if (!map || !bmap)
7777                 goto error;
7778         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7779                 if (map->p[i] != bmap)
7780                         continue;
7781                 map = isl_map_cow(map);
7782                 if (!map)
7783                         goto error;
7784                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7785                 if (i != map->n-1) {
7786                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7787                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7788                 }
7789                 map->n--;
7790                 return map;
7791         }
7792         return map;
7793 error:
7794         isl_map_free(map);
7795         return NULL;
7796 }
7797
7798 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7799                                                 struct isl_basic_set *bset)
7800 {
7801         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7802                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7803 }
7804
7805 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7806  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7807  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7808  */
7809 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7810         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7811         int pos, isl_int *opt)
7812 {
7813         isl_space *dims;
7814         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7815         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7816         struct isl_ctx *ctx;
7817         struct isl_vec *obj;
7818         unsigned total;
7819         unsigned nparam;
7820         unsigned dim1, dim2;
7821         enum isl_lp_result res;
7822
7823         if (!bset1 || !bset2)
7824                 return isl_lp_error;
7825
7826         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7827         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7828         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7829         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7830         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7831         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7832         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7833         if (!bmap1 || !bmap2)
7834                 goto error;
7835         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7836         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7837                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7838                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7839         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7840         if (!bmap1)
7841                 goto error;
7842         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7843         ctx = bmap1->ctx;
7844         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7845         if (!obj)
7846                 goto error2;
7847         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7848         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7849         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7850         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7851                                         opt, NULL, NULL);
7852         isl_basic_map_free(bmap1);
7853         isl_vec_free(obj);
7854         return res;
7855 error:
7856         isl_basic_map_free(bmap2);
7857 error2:
7858         isl_basic_map_free(bmap1);
7859         return isl_lp_error;
7860 }
7861
7862 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7863  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7864  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7865  * smaller or larger than those in bset2.
7866  *
7867  * Returns
7868  *       1 if bset1 follows bset2
7869  *      -1 if bset1 precedes bset2
7870  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7871  *      -2 if some error occurred.
7872  */
7873 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7874         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7875 {
7876         isl_int opt;
7877         enum isl_lp_result res;
7878         int cmp;
7879
7880         isl_int_init(opt);
7881
7882         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7883
7884         if (res == isl_lp_empty)
7885                 cmp = 0;
7886         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7887                   res == isl_lp_unbounded)
7888                 cmp = 1;
7889         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7890                 cmp = -1;
7891         else
7892                 cmp = -2;
7893
7894         isl_int_clear(opt);
7895         return cmp;
7896 }
7897
7898 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7899  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7900  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7901  * than a value of the same dimension in bset2.
7902  *
7903  * Return
7904  *       1 if there exists such a pair
7905  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7906  *      -1 otherwise
7907  *      -2 if some error occurred.
7908  */
7909 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7910         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7911 {
7912         isl_int opt;
7913         enum isl_lp_result res;
7914         int cmp;
7915
7916         isl_int_init(opt);
7917
7918         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7919
7920         if (res == isl_lp_empty)
7921                 cmp = -1;
7922         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7923                   res == isl_lp_unbounded)
7924                 cmp = 1;
7925         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7926                 cmp = -1;
7927         else if (res == isl_lp_ok)
7928                 cmp = 0;
7929         else
7930                 cmp = -2;
7931
7932         isl_int_clear(opt);
7933         return cmp;
7934 }
7935
7936 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7937  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7938  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7939  * than a value of the same dimension in set2.
7940  *
7941  * Return
7942  *       1 if there exists such a pair
7943  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7944  *      -1 otherwise
7945  *      -2 if some error occurred.
7946  */
7947 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7948         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7949 {
7950         int i, j;
7951         int follows = -1;
7952
7953         if (!set1 || !set2)
7954                 return -2;
7955
7956         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7957                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7958                         int f;
7959                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7960                         if (f == 1 || f == -2)
7961                                 return f;
7962                         if (f > follows)
7963                                 follows = f;
7964                 }
7965
7966         return follows;
7967 }
7968
7969 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7970         unsigned pos, isl_int *val)
7971 {
7972         int i;
7973         int d;
7974         unsigned total;
7975
7976         if (!bmap)
7977                 return -1;
7978         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7979         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7980                 for (; d+1 > pos; --d)
7981                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7982                                 break;
7983                 if (d != pos)
7984                         continue;
7985                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7986                         return 0;
7987                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7988                         return 0;
7989                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7990                         return 0;
7991                 if (val)
7992                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7993                 return 1;
7994         }
7995         return 0;
7996 }
7997
7998 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7999         unsigned pos, isl_int *val)
8000 {
8001         int i;
8002         isl_int v;
8003         isl_int tmp;
8004         int fixed;
8005
8006         if (!map)
8007                 return -1;
8008         if (map->n == 0)
8009                 return 0;
8010         if (map->n == 1)
8011                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8012         isl_int_init(v);
8013         isl_int_init(tmp);
8014         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8015         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8016                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8017                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8018                         fixed = 0;
8019         }
8020         if (val)
8021                 isl_int_set(*val, v);
8022         isl_int_clear(tmp);
8023         isl_int_clear(v);
8024         return fixed;
8025 }
8026
8027 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8028         unsigned pos, isl_int *val)
8029 {
8030         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8031                                                 pos, val);
8032 }
8033
8034 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8035         isl_int *val)
8036 {
8037         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8038 }
8039
8040 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8041         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8042 {
8043         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8044                 return -1;
8045         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8046                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8047 }
8048
8049 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8050         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8051 {
8052         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8053                 return -1;
8054         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8055                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8056 }
8057
8058 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8059         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8060 {
8061         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8062 }
8063
8064 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8065         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8066 {
8067         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8068 }
8069
8070 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8071  * then return this fixed value in *val.
8072  */
8073 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8074         unsigned dim, isl_int *val)
8075 {
8076         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8077                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8078 }
8079
8080 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8081  * then return this fixed value in *val.
8082  */
8083 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8084         unsigned dim, isl_int *val)
8085 {
8086         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8087 }
8088
8089 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8090         unsigned dim, isl_int *val)
8091 {
8092         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8093 }
8094
8095 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8096  * then return this fixed value in *val.
8097  */
8098 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8099         unsigned in, isl_int *val)
8100 {
8101         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8102 }
8103
8104 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8105  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8106  */
8107 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8108         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8109 {
8110         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8111         isl_int *c;
8112         unsigned total;
8113         unsigned nparam;
8114
8115         if (!bset)
8116                 return -1;
8117         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8118         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8119         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8120                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8121                         continue;
8122                 if (i_eq != -1)
8123                         return 0;
8124                 i_eq = i;
8125         }
8126         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8127                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8128                         continue;
8129                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8130                         return 0;
8131                 i_ineq = i;
8132         }
8133         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8134                 return 0;
8135         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8136         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8137         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8138                 return 0;
8139         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8140                 return 0;
8141         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8142                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8143                 return 0;
8144         if (val)
8145                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8146         return 1;
8147 }
8148
8149 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8150         unsigned dim, isl_int *val)
8151 {
8152         int i;
8153         isl_int v;
8154         isl_int tmp;
8155         int fixed;
8156
8157         if (!set)
8158                 return -1;
8159         if (set->n == 0)
8160                 return 0;
8161         if (set->n == 1)
8162                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8163                                                                 dim, val);
8164         isl_int_init(v);
8165         isl_int_init(tmp);
8166         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8167                                                                 dim, &v);
8168         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8169                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8170                                                                 dim, &tmp);
8171                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8172                         fixed = 0;
8173         }
8174         if (val)
8175                 isl_int_set(*val, v);
8176         isl_int_clear(tmp);
8177         isl_int_clear(v);
8178         return fixed;
8179 }
8180
8181 struct constraint {
8182         unsigned        size;
8183         isl_int         *c;
8184 };
8185
8186 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8187  * variables sorting first.
8188  */
8189 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8190 {
8191         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8192         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8193         int l1, l2;
8194         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8195
8196         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8197         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8198
8199         if (l1 != l2)
8200                 return l1 - l2;
8201
8202         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8203 }
8204
8205 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8206         struct isl_basic_map *bmap)
8207 {
8208         int i;
8209         struct constraint *c;
8210         unsigned total;
8211
8212         if (!bmap)
8213                 return NULL;
8214         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8215         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8216         if (!c)
8217                 goto error;
8218         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8219                 c[i].size = total;
8220                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8221         }
8222         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8223         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8224                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8225         free(c);
8226         return bmap;
8227 error:
8228         isl_basic_map_free(bmap);
8229         return NULL;
8230 }
8231
8232 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8233         __isl_take isl_basic_set *bset)
8234 {
8235         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8236                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8237 }
8238
8239 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8240 {
8241         if (!bmap)
8242                 return NULL;
8243         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8244                 return bmap;
8245         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8246         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8247         if (bmap)
8248                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8249         return bmap;
8250 }
8251
8252 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8253 {
8254         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8255                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8256 }
8257
8258 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8259         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8260 {
8261         int i, cmp;
8262         unsigned total;
8263
8264         if (bmap1 == bmap2)
8265                 return 0;
8266         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8267             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8268                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8269         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8270                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8271         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8272                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8273         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8274                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8275         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8276             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8277                 return 0;
8278         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8279                 return 1;
8280         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8281                 return -1;
8282         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8283                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8284         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8285                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8286         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8287                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8288         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8289         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8290                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8291                 if (cmp)
8292                         return cmp;
8293         }
8294         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8295                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8296                 if (cmp)
8297                         return cmp;
8298         }
8299         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8300                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8301                 if (cmp)
8302                         return cmp;
8303         }
8304         return 0;
8305 }
8306
8307 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8308         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8309 {
8310         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8311 }
8312
8313 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8314 {
8315         int i, cmp;
8316
8317         if (set1 == set2)
8318                 return 0;
8319         if (set1->n != set2->n)
8320                 return set1->n - set2->n;
8321
8322         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8323                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8324                 if (cmp)
8325                         return cmp;
8326         }
8327
8328         return 0;
8329 }
8330
8331 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8332         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8333 {
8334         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8335 }
8336
8337 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8338         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8339 {
8340         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8341                                             (isl_basic_map *)bset2);
8342 }
8343
8344 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8345 {
8346         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8347         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8348
8349         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8350 }
8351
8352 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8353  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8354  * meaning of any possible other copies of map.
8355  */
8356 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8357 {
8358         int i, j;
8359         struct isl_basic_map *bmap;
8360
8361         if (!map)
8362                 return NULL;
8363         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8364                 return map;
8365         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8366                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8367                 if (!bmap)
8368                         goto error;
8369                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8370                 map->p[i] = bmap;
8371         }
8372         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8373         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8374         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8375         if (!map)
8376                 return NULL;
8377         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8378                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8379                         continue;
8380                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8381                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8382                         map->p[j-1] = map->p[j];
8383                 map->n--;
8384         }
8385         return map;
8386 error:
8387         isl_map_free(map);
8388         return NULL;
8389
8390 }
8391
8392 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8393 {
8394         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8395 }
8396
8397 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8398 {
8399         int i;
8400         int equal;
8401
8402         if (!map1 || !map2)
8403                 return -1;
8404
8405         if (map1 == map2)
8406                 return 1;
8407         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8408                 return 0;
8409
8410         map1 = isl_map_copy(map1);
8411         map2 = isl_map_copy(map2);
8412         map1 = isl_map_normalize(map1);
8413         map2 = isl_map_normalize(map2);
8414         if (!map1 || !map2)
8415                 goto error;
8416         equal = map1->n == map2->n;
8417         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8418                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8419                 if (equal < 0)
8420                         goto error;
8421         }
8422         isl_map_free(map1);
8423         isl_map_free(map2);
8424         return equal;
8425 error:
8426         isl_map_free(map1);
8427         isl_map_free(map2);
8428         return -1;
8429 }
8430
8431 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8432 {
8433         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8434 }
8435
8436 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8437 {
8438         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8439                                                 (struct isl_map *)set2);
8440 }
8441
8442 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8443 {
8444         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8445 }
8446
8447 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8448  */
8449 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8450         isl_int min, isl_int max)
8451 {
8452         int k;
8453         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8454
8455         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8456         if (!bset)
8457                 goto error;
8458
8459         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8460         if (k < 0)
8461                 goto error;
8462         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8463         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8464
8465         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8466         if (k < 0)
8467                 goto error;
8468         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8469         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8470
8471         return bset;
8472 error:
8473         isl_basic_set_free(bset);
8474         return NULL;
8475 }
8476
8477 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8478  */
8479 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8480         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8481 {
8482         int i;
8483         unsigned dim;
8484         unsigned nparam;
8485         unsigned extra;
8486         unsigned n_eq;
8487         unsigned n_ineq;
8488         struct isl_basic_set *product = NULL;
8489
8490         if (!list)
8491                 goto error;
8492         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8493         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8494         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8495         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8496         extra = list->p[0]->n_div;
8497         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8498         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8499         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8500                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8501                 isl_assert(list->ctx,
8502                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8503                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8504                 extra += list->p[i]->n_div;
8505                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8506                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8507         }
8508         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8509                                         n_eq, n_ineq);
8510         if (!product)
8511                 goto error;
8512         dim = 0;
8513         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8514                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8515                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8516                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8517         }
8518         isl_basic_set_list_free(list);
8519         return product;
8520 error:
8521         isl_basic_set_free(product);
8522         isl_basic_set_list_free(list);
8523         return NULL;
8524 }
8525
8526 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8527                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8528 {
8529         isl_space *dim_result = NULL;
8530         struct isl_basic_map *bmap;
8531         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8532         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8533
8534         if (!bmap1 || !bmap2)
8535                 goto error;
8536
8537         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8538                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8539         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8540                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8541
8542         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8543         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8544         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8545         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8546         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8547
8548         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8549         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8550         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8551         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8552         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8553         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8554         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8555         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8556         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8557         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8558         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8559
8560         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8561                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8562                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8563                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8564         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8565         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8566         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8567         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8568 error:
8569         isl_basic_map_free(bmap1);
8570         isl_basic_map_free(bmap2);
8571         return NULL;
8572 }
8573
8574 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8575         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8576 {
8577         isl_basic_map *prod;
8578
8579         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8580         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8581         return prod;
8582 }
8583
8584 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8585         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8586 {
8587         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8588 }
8589
8590 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8591         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8592 {
8593         isl_space *space_result = NULL;
8594         isl_basic_map *bmap;
8595         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8596         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8597
8598         if (!bmap1 || !bmap2)
8599                 goto error;
8600
8601         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8602                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8603
8604         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8605         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8606         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8607         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8608
8609         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8610         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8611         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8612         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8613         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8614         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8615         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8616         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8617         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8618         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8619         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8620
8621         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8622                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8623                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8624                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8625         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8626         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8627         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8628         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8629 error:
8630         isl_basic_map_free(bmap1);
8631         isl_basic_map_free(bmap2);
8632         return NULL;
8633 }
8634
8635 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8636         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8637 {
8638         isl_space *dim_result = NULL;
8639         isl_basic_map *bmap;
8640         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8641         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8642
8643         if (!bmap1 || !bmap2)
8644                 goto error;
8645
8646         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8647                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8648                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8649                         "parameters don't match", goto error);
8650
8651         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8652                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8653
8654         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8655         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8656         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8657         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8658
8659         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8660         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8661         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8662         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8663         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8664         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8665         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8666         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8667         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8668         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8669         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8670
8671         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8672                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8673                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8674                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8675         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8676         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8677         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8678         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8679 error:
8680         isl_basic_map_free(bmap1);
8681         isl_basic_map_free(bmap2);
8682         return NULL;
8683 }
8684
8685 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8686         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8687 {
8688         isl_basic_map *prod;
8689
8690         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8691         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8692         return prod;
8693 }
8694
8695 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8696         __isl_take isl_map *map2,
8697         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8698                                            __isl_take isl_space *right),
8699         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8700                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8701 {
8702         unsigned flags = 0;
8703         struct isl_map *result;
8704         int i, j;
8705
8706         if (!map1 || !map2)
8707                 goto error;
8708
8709         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8710                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8711
8712         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8713             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8714                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8715
8716         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8717                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8718                                 map1->n * map2->n, flags);
8719         if (!result)
8720                 goto error;
8721         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8722                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8723                         struct isl_basic_map *part;
8724                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8725                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8726                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8727                                 isl_basic_map_free(part);
8728                         else
8729                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8730                         if (!result)
8731                                 goto error;
8732                 }
8733         isl_map_free(map1);
8734         isl_map_free(map2);
8735         return result;
8736 error:
8737         isl_map_free(map1);
8738         isl_map_free(map2);
8739         return NULL;
8740 }
8741
8742 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8743  */
8744 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8745         __isl_take isl_map *map2)
8746 {
8747         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8748 }
8749
8750 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8751         __isl_take isl_map *map2)
8752 {
8753         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8754 }
8755
8756 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8757  */
8758 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8759         __isl_take isl_map *map2)
8760 {
8761         isl_map *prod;
8762
8763         prod = isl_map_product(map1, map2);
8764         prod = isl_map_flatten(prod);
8765         return prod;
8766 }
8767
8768 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8769  */
8770 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8771 {
8772         return isl_map_range_product(set1, set2);
8773 }
8774
8775 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8776         __isl_take isl_set *set2)
8777 {
8778         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8779 }
8780
8781 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8782  */
8783 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8784         __isl_take isl_map *map2)
8785 {
8786         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8787                                 &isl_basic_map_domain_product);
8788 }
8789
8790 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8791  */
8792 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8793         __isl_take isl_map *map2)
8794 {
8795         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8796                                 &isl_basic_map_range_product);
8797 }
8798
8799 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8800         __isl_take isl_map *map2)
8801 {
8802         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8803                                                 &map_domain_product_aligned);
8804 }
8805
8806 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8807         __isl_take isl_map *map2)
8808 {
8809         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8810                                                 &map_range_product_aligned);
8811 }
8812
8813 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8814  */
8815 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8816         __isl_take isl_map *map2)
8817 {
8818         isl_map *prod;
8819
8820         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8821         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8822         return prod;
8823 }
8824
8825 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8826  */
8827 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8828         __isl_take isl_map *map2)
8829 {
8830         isl_map *prod;
8831
8832         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8833         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8834         return prod;
8835 }
8836
8837 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8838 {
8839         int i;
8840         uint32_t hash = isl_hash_init();
8841         unsigned total;
8842
8843         if (!bmap)
8844                 return 0;
8845         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8846         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8847         if (!bmap)
8848                 return 0;
8849         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8850         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8851         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8852                 uint32_t c_hash;
8853                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8854                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8855         }
8856         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8857         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8858                 uint32_t c_hash;
8859                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8860                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8861         }
8862         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8863         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8864                 uint32_t c_hash;
8865                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8866                         continue;
8867                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8868                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8869                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8870         }
8871         isl_basic_map_free(bmap);
8872         return hash;
8873 }
8874
8875 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8876 {
8877         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8878 }
8879
8880 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8881 {
8882         int i;
8883         uint32_t hash;
8884
8885         if (!map)
8886                 return 0;
8887         map = isl_map_copy(map);
8888         map = isl_map_normalize(map);
8889         if (!map)
8890                 return 0;
8891
8892         hash = isl_hash_init();
8893         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8894                 uint32_t bmap_hash;
8895                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8896                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8897         }
8898                 
8899         isl_map_free(map);
8900
8901         return hash;
8902 }
8903
8904 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8905 {
8906         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8907 }
8908
8909 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8910  * by the values of the other parameters and variables.
8911  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8912  */
8913 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8914 {
8915         int i;
8916         unsigned nparam;
8917
8918         if (!bset)
8919                 return -1;
8920         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8921         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8922                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8923                         return 1;
8924         return 0;
8925 }
8926
8927 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8928  * by the values of the other parameters and variables.
8929  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8930  * for each of the subsets.
8931  */
8932 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8933 {
8934         int i;
8935
8936         if (!set)
8937                 return -1;
8938         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8939                 int unique;
8940                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8941                 if (unique != 1)
8942                         return unique;
8943         }
8944         return 1;
8945 }
8946
8947 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8948 {
8949         return set ? set->n : 0;
8950 }
8951
8952 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8953         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8954 {
8955         int i;
8956
8957         if (!map)
8958                 return -1;
8959
8960         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8961                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8962                         return -1;
8963
8964         return 0;
8965 }
8966
8967 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8968         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8969 {
8970         int i;
8971
8972         if (!set)
8973                 return -1;
8974
8975         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8976                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8977                         return -1;
8978
8979         return 0;
8980 }
8981
8982 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8983 {
8984         isl_space *dim;
8985
8986         if (!bset)
8987                 return NULL;
8988
8989         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8990         if (!bset)
8991                 return NULL;
8992
8993         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8994         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8995         if (!dim)
8996                 goto error;
8997         isl_space_free(bset->dim);
8998         bset->dim = dim;
8999         bset->extra -= bset->n_div;
9000         bset->n_div = 0;
9001
9002         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9003
9004         return bset;
9005 error:
9006         isl_basic_set_free(bset);
9007         return NULL;
9008 }
9009
9010 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9011 {
9012         int i;
9013         isl_space *dim;
9014         unsigned n_div;
9015
9016         set = isl_set_align_divs(set);
9017
9018         if (!set)
9019                 return NULL;
9020
9021         set = isl_set_cow(set);
9022         if (!set)
9023                 return NULL;
9024
9025         n_div = set->p[0]->n_div;
9026         dim = isl_set_get_space(set);
9027         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9028         if (!dim)
9029                 goto error;
9030         isl_space_free(set->dim);
9031         set->dim = dim;
9032
9033         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9034                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9035                 if (!set->p[i])
9036                         goto error;
9037         }
9038
9039         return set;
9040 error:
9041         isl_set_free(set);
9042         return NULL;
9043 }
9044
9045 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9046 {
9047         isl_space *dim;
9048         struct isl_basic_map *bmap;
9049         unsigned n_set;
9050         unsigned n_div;
9051         unsigned n_param;
9052         unsigned total;
9053         int i, k, l;
9054
9055         set = isl_set_align_divs(set);
9056
9057         if (!set)
9058                 return NULL;
9059
9060         dim = isl_set_get_space(set);
9061         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9062                 isl_set_free(set);
9063                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9064         }
9065
9066         n_div = set->p[0]->n_div;
9067         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9068         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9069         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9070         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9071         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9072         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9073                 bmap = var_equal(bmap, i);
9074
9075         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9076         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9077                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9078                 if (k < 0)
9079                         goto error;
9080                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9081                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9082                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9083                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9084                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9085                             set->p[0]->div[i][0]);
9086
9087                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9088                 if (l < 0)
9089                         goto error;
9090                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9091                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9092                             set->p[0]->div[i][0]);
9093                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9094         }
9095
9096         isl_set_free(set);
9097         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9098         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9099         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9100 error:
9101         isl_set_free(set);
9102         isl_basic_map_free(bmap);
9103         return NULL;
9104 }
9105
9106 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9107 {
9108         unsigned dim;
9109         int size = 0;
9110
9111         if (!bset)
9112                 return -1;
9113
9114         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9115         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9116         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9117         size += bset->n_div * (2 + dim);
9118
9119         return size;
9120 }
9121
9122 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9123 {
9124         int i;
9125         int size = 0;
9126
9127         if (!set)
9128                 return -1;
9129
9130         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9131                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9132
9133         return size;
9134 }
9135
9136 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9137  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9138  */
9139 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9140         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9141 {
9142         int i;
9143
9144         if (!bmap)
9145                 return -1;
9146
9147         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9148
9149         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9150
9151         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9152                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9153                         continue;
9154                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9155                         return 1;
9156         }
9157
9158         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9159                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9160                         return 1;
9161
9162         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9163                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9164                 if (sgn > 0)
9165                         lower = 1;
9166                 if (sgn < 0)
9167                         upper = 1;
9168         }
9169
9170         return lower && upper;
9171 }
9172
9173 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9174         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9175 {
9176         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9177 }
9178
9179 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9180         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9181 {
9182         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9183 }
9184
9185 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9186         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9187 {
9188         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9189 }
9190
9191 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9192         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9193 {
9194         int i;
9195
9196         if (!map)
9197                 return -1;
9198
9199         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9200                 int bounded;
9201                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9202                 if (bounded < 0 || !bounded)
9203                         return bounded;
9204         }
9205
9206         return 1;
9207 }
9208
9209 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9210  * and a lower bound.
9211  */
9212 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9213         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9214 {
9215         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9216 }
9217
9218 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9219  */
9220 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9221         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9222         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9223                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9224 {
9225         int i;
9226
9227         if (!map)
9228                 return -1;
9229
9230         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9231                 int bounded;
9232                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9233                 if (bounded < 0 || bounded)
9234                         return bounded;
9235         }
9236
9237         return 0;
9238 }
9239
9240 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9241  */
9242 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9243         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9244 {
9245         return has_any_bound(set, type, pos,
9246                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9247 }
9248
9249 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9250  */
9251 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9252         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9253 {
9254         return has_any_bound(set, type, pos,
9255                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9256 }
9257
9258 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9259  */
9260 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9261         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9262         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9263                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9264 {
9265         int i;
9266
9267         if (!map)
9268                 return -1;
9269
9270         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9271                 int bounded;
9272                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9273                 if (bounded < 0 || !bounded)
9274                         return bounded;
9275         }
9276
9277         return 1;
9278 }
9279
9280 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9281  */
9282 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9283         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9284 {
9285         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9286 }
9287
9288 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9289  */
9290 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9291         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9292 {
9293         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9294 }
9295
9296 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9297  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9298  * elements of the array "signs".
9299  * Sign
9300  *      1 means that the variable is non-negative
9301  *      -1 means that the variable is non-positive
9302  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9303  */
9304 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9305         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9306 {
9307         isl_vec *bound = NULL;
9308         struct isl_tab *tab = NULL;
9309         struct isl_tab_undo *snap;
9310         int i;
9311
9312         if (!bset || !signs)
9313                 return -1;
9314
9315         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9316         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9317         if (!bound || !tab)
9318                 goto error;
9319
9320         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9321         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9322
9323         snap = isl_tab_snap(tab);
9324         for (i = 0; i < n; ++i) {
9325                 int empty;
9326
9327                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9328                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9329                         goto error;
9330                 empty = tab->empty;
9331                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9332                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9333                         goto error;
9334
9335                 if (empty) {
9336                         signs[i] = 1;
9337                         continue;
9338                 }
9339
9340                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9341                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9342                         goto error;
9343                 empty = tab->empty;
9344                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9345                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9346                         goto error;
9347
9348                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9349         }
9350
9351         isl_tab_free(tab);
9352         isl_vec_free(bound);
9353         return 0;
9354 error:
9355         isl_tab_free(tab);
9356         isl_vec_free(bound);
9357         return -1;
9358 }
9359
9360 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9361         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9362 {
9363         if (!bset || !signs)
9364                 return -1;
9365         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9366                 return -1);
9367
9368         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9369         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9370 }
9371
9372 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9373  * In particular, for each output dimension, check that there is
9374  * an equality that defines the output dimension in terms of
9375  * earlier dimensions.
9376  */
9377 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9378 {
9379         int i, j;
9380         unsigned total;
9381         unsigned n_out;
9382         unsigned o_out;
9383
9384         if (!bmap)
9385                 return -1;
9386
9387         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9388         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9389         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9390
9391         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9392                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9393                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9394                                 continue;
9395                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9396                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9397                                 break;
9398                 }
9399                 if (j >= bmap->n_eq)
9400                         return 0;
9401         }
9402
9403         return 1;
9404 }
9405
9406 /* Check if the given basic map is single-valued.
9407  * We simply compute
9408  *
9409  *      M \circ M^-1
9410  *
9411  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9412  */
9413 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9414 {
9415         isl_space *space;
9416         isl_basic_map *test;
9417         isl_basic_map *id;
9418         int sv;
9419
9420         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9421         if (sv < 0 || sv)
9422                 return sv;
9423
9424         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9425         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9426
9427         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9428         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9429         id = isl_basic_map_identity(space);
9430
9431         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9432
9433         isl_basic_map_free(test);
9434         isl_basic_map_free(id);
9435
9436         return sv;
9437 }
9438
9439 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9440  */
9441 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9442 {
9443         if (!map)
9444                 return -1;
9445         if (map->n == 0)
9446                 return 1;
9447         if (map->n >= 2)
9448                 return 0;
9449
9450         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9451 }
9452
9453 /* Check if the given map is single-valued.
9454  * We simply compute
9455  *
9456  *      M \circ M^-1
9457  *
9458  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9459  */
9460 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9461 {
9462         isl_space *dim;
9463         isl_map *test;
9464         isl_map *id;
9465         int sv;
9466
9467         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9468         if (sv < 0 || sv)
9469                 return sv;
9470
9471         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9472         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9473
9474         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9475         id = isl_map_identity(dim);
9476
9477         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9478
9479         isl_map_free(test);
9480         isl_map_free(id);
9481
9482         return sv;
9483 }
9484
9485 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9486 {
9487         int in;
9488
9489         map = isl_map_copy(map);
9490         map = isl_map_reverse(map);
9491         in = isl_map_is_single_valued(map);
9492         isl_map_free(map);
9493
9494         return in;
9495 }
9496
9497 /* Check if the given map is obviously injective.
9498  */
9499 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9500 {
9501         int in;
9502
9503         map = isl_map_copy(map);
9504         map = isl_map_reverse(map);
9505         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9506         isl_map_free(map);
9507
9508         return in;
9509 }
9510
9511 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9512 {
9513         int sv;
9514
9515         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9516         if (sv < 0 || !sv)
9517                 return sv;
9518
9519         return isl_map_is_injective(map);
9520 }
9521
9522 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9523 {
9524         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9525 }
9526
9527 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9528 {
9529         int ok;
9530         isl_set *delta;
9531
9532         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9533         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9534         isl_set_free(delta);
9535
9536         return ok;
9537 }
9538
9539 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9540 {
9541         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9542                 return 0;
9543         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9544                 return 0;
9545         return 1;
9546 }
9547
9548 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9549 {
9550         int i, j;
9551         unsigned nvar;
9552         unsigned ovar;
9553
9554         if (!bset)
9555                 return -1;
9556
9557         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9558                 return 0;
9559
9560         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9561         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9562         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9563                 int lower = 0, upper = 0;
9564                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9565                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9566                                 continue;
9567                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9568                                 return 0;
9569                         break;
9570                 }
9571                 if (i < bset->n_eq)
9572                         continue;
9573                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9574                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9575                                 continue;
9576                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9577                                 return 0;
9578                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9579                                 lower = 1;
9580                         else
9581                                 upper = 1;
9582                 }
9583                 if (!lower || !upper)
9584                         return 0;
9585         }
9586
9587         return 1;
9588 }
9589
9590 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9591 {
9592         if (!set)
9593                 return -1;
9594         if (set->n != 1)
9595                 return 0;
9596
9597         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9598 }
9599
9600 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9601 {
9602         if (!bset)
9603                 return -1;
9604         
9605         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9606 }
9607
9608 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9609 {
9610         if (!set)
9611                 return -1;
9612         
9613         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9614 }
9615
9616 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9617 {
9618         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9619         if (!bmap)
9620                 return NULL;
9621
9622         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9623         if (!bmap->dim)
9624                 goto error;
9625
9626         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9627
9628         return (isl_basic_set *)bmap;
9629 error:
9630         isl_basic_map_free(bmap);
9631         return NULL;
9632 }
9633
9634 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9635 {
9636         int i;
9637
9638         map = isl_map_cow(map);
9639         if (!map)
9640                 return NULL;
9641
9642         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9643                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9644                 if (!map->p[i])
9645                         goto error;
9646         }
9647         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9648         if (!map->dim)
9649                 goto error;
9650
9651         return (isl_set *)map;
9652 error:
9653         isl_map_free(map);
9654         return NULL;
9655 }
9656
9657 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9658 {
9659         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9660         if (!bset)
9661                 return NULL;
9662
9663         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9664         if (!bset->dim)
9665                 goto error;
9666
9667         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9668
9669         return (isl_basic_map *)bset;
9670 error:
9671         isl_basic_set_free(bset);
9672         return NULL;
9673 }
9674
9675 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9676 {
9677         int i;
9678
9679         if (!set)
9680                 return NULL;
9681
9682         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9683                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9684                         goto error);
9685
9686         set = isl_set_cow(set);
9687         if (!set)
9688                 return NULL;
9689
9690         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9691                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9692                 if (!set->p[i])
9693                         goto error;
9694         }
9695
9696         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9697         if (!set->dim)
9698                 goto error;
9699
9700         return (isl_map *)set;
9701 error:
9702         isl_set_free(set);
9703         return NULL;
9704 }
9705
9706 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9707         enum isl_dim_type type)
9708 {
9709         if (!bmap)
9710                 return NULL;
9711
9712         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9713                 return bmap;
9714
9715         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9716         if (!bmap)
9717                 return NULL;
9718
9719         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9720         if (!bmap->dim)
9721                 goto error;
9722
9723         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9724
9725         return bmap;
9726 error:
9727         isl_basic_map_free(bmap);
9728         return NULL;
9729 }
9730
9731 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9732         enum isl_dim_type type)
9733 {
9734         int i;
9735
9736         if (!map)
9737                 return NULL;
9738
9739         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9740                 return map;
9741
9742         map = isl_map_cow(map);
9743         if (!map)
9744                 return NULL;
9745
9746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9747                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9748                 if (!map->p[i])
9749                         goto error;
9750         }
9751         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9752         if (!map->dim)
9753                 goto error;
9754
9755         return map;
9756 error:
9757         isl_map_free(map);
9758         return NULL;
9759 }
9760
9761 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9762 {
9763         if (!bmap)
9764                 return NULL;
9765
9766         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9767                 return bmap;
9768
9769         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9770         if (!bmap)
9771                 return NULL;
9772
9773         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9774         if (!bmap->dim)
9775                 goto error;
9776
9777         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9778
9779         return bmap;
9780 error:
9781         isl_basic_map_free(bmap);
9782         return NULL;
9783 }
9784
9785 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9786 {
9787         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9788 }
9789
9790 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9791         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9792 {
9793         if (!bmap)
9794                 return NULL;
9795
9796         if (!bmap->dim->nested[0])
9797                 return bmap;
9798
9799         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9800         if (!bmap)
9801                 return NULL;
9802
9803         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9804         if (!bmap->dim)
9805                 goto error;
9806
9807         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9808
9809         return bmap;
9810 error:
9811         isl_basic_map_free(bmap);
9812         return NULL;
9813 }
9814
9815 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9816         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9817 {
9818         if (!bmap)
9819                 return NULL;
9820
9821         if (!bmap->dim->nested[1])
9822                 return bmap;
9823
9824         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9825         if (!bmap)
9826                 return NULL;
9827
9828         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9829         if (!bmap->dim)
9830                 goto error;
9831
9832         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9833
9834         return bmap;
9835 error:
9836         isl_basic_map_free(bmap);
9837         return NULL;
9838 }
9839
9840 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9841 {
9842         int i;
9843
9844         if (!map)
9845                 return NULL;
9846
9847         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9848                 return map;
9849
9850         map = isl_map_cow(map);
9851         if (!map)
9852                 return NULL;
9853
9854         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9855                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9856                 if (!map->p[i])
9857                         goto error;
9858         }
9859         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9860         if (!map->dim)
9861                 goto error;
9862
9863         return map;
9864 error:
9865         isl_map_free(map);
9866         return NULL;
9867 }
9868
9869 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9870 {
9871         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9872 }
9873
9874 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9875 {
9876         isl_space *dim, *flat_dim;
9877         isl_map *map;
9878
9879         dim = isl_set_get_space(set);
9880         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9881         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9882         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9883
9884         return map;
9885 }
9886
9887 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9888 {
9889         int i;
9890
9891         if (!map)
9892                 return NULL;
9893
9894         if (!map->dim->nested[0])
9895                 return map;
9896
9897         map = isl_map_cow(map);
9898         if (!map)
9899                 return NULL;
9900
9901         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9902                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9903                 if (!map->p[i])
9904                         goto error;
9905         }
9906         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9907         if (!map->dim)
9908                 goto error;
9909
9910         return map;
9911 error:
9912         isl_map_free(map);
9913         return NULL;
9914 }
9915
9916 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9917 {
9918         int i;
9919
9920         if (!map)
9921                 return NULL;
9922
9923         if (!map->dim->nested[1])
9924                 return map;
9925
9926         map = isl_map_cow(map);
9927         if (!map)
9928                 return NULL;
9929
9930         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9931                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9932                 if (!map->p[i])
9933                         goto error;
9934         }
9935         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9936         if (!map->dim)
9937                 goto error;
9938
9939         return map;
9940 error:
9941         isl_map_free(map);
9942         return NULL;
9943 }
9944
9945 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9946  * and set the dimension specification to "dim".
9947  */
9948 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9949         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9950 {
9951         isl_basic_map *res;
9952         unsigned flags;
9953
9954         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9955         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9956                 goto error;
9957
9958         flags = bmap->flags;
9959         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9960         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9961         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9962         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9963                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9964         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9965         if (res)
9966                 res->flags = flags;
9967         res = isl_basic_map_finalize(res);
9968         return res;
9969 error:
9970         free(dim_map);
9971         isl_basic_map_free(bmap);
9972         isl_space_free(dim);
9973         return NULL;
9974 }
9975
9976 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9977  */
9978 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9979         __isl_take isl_reordering *r)
9980 {
9981         int i;
9982         struct isl_dim_map *dim_map;
9983
9984         map = isl_map_cow(map);
9985         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9986         if (!map || !r || !dim_map)
9987                 goto error;
9988
9989         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9990                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9991
9992                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9993
9994                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9995                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9996
9997                 if (!map->p[i])
9998                         goto error;
9999         }
10000
10001         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10002
10003         isl_reordering_free(r);
10004         free(dim_map);
10005         return map;
10006 error:
10007         free(dim_map);
10008         isl_map_free(map);
10009         isl_reordering_free(r);
10010         return NULL;
10011 }
10012
10013 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10014         __isl_take isl_reordering *r)
10015 {
10016         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10017 }
10018
10019 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10020         __isl_take isl_space *model)
10021 {
10022         isl_ctx *ctx;
10023
10024         if (!map || !model)
10025                 goto error;
10026
10027         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10028         if (!isl_space_has_named_params(model))
10029                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10030                         "model has unnamed parameters", goto error);
10031         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10032                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10033                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10034         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10035                 isl_reordering *exp;
10036
10037                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10038                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10039                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10040                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10041                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10042                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10043                 map = isl_map_realign(map, exp);
10044         }
10045
10046         isl_space_free(model);
10047         return map;
10048 error:
10049         isl_space_free(model);
10050         isl_map_free(map);
10051         return NULL;
10052 }
10053
10054 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10055         __isl_take isl_space *model)
10056 {
10057         return isl_map_align_params(set, model);
10058 }
10059
10060 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10061  * additional parameters if needed.
10062  */
10063 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10064         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10065 {
10066         isl_ctx *ctx;
10067
10068         if (!bmap || !model)
10069                 goto error;
10070
10071         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10072         if (!isl_space_has_named_params(model))
10073                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10074                         "model has unnamed parameters", goto error);
10075         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10076                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10077                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10078         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10079                 isl_reordering *exp;
10080                 struct isl_dim_map *dim_map;
10081
10082                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10083                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10084                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10085                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10086                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10087                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10088                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10089                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10090                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10091                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10092                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10093                 isl_reordering_free(exp);
10094                 free(dim_map);
10095         }
10096
10097         isl_space_free(model);
10098         return bmap;
10099 error:
10100         isl_space_free(model);
10101         isl_basic_map_free(bmap);
10102         return NULL;
10103 }
10104
10105 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10106  * additional parameters if needed.
10107  */
10108 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10109         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10110 {
10111         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10112 }
10113
10114 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10115                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10116                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10117                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10118 {
10119         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10120         struct isl_mat *mat;
10121         int i, j, k;
10122         int pos;
10123
10124         if (!bmap)
10125                 return NULL;
10126         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10127                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10128         if (!mat)
10129                 return NULL;
10130         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10131                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10132                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10133                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10134                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10135                                             bmap->eq[i][off + k]);
10136                                 ++pos;
10137                         }
10138                 }
10139
10140         return mat;
10141 }
10142
10143 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10144                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10145                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10146                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10147 {
10148         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10149         struct isl_mat *mat;
10150         int i, j, k;
10151         int pos;
10152
10153         if (!bmap)
10154                 return NULL;
10155         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10156                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10157         if (!mat)
10158                 return NULL;
10159         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10160                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10161                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10162                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10163                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10164                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10165                                 ++pos;
10166                         }
10167                 }
10168
10169         return mat;
10170 }
10171
10172 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10173         __isl_take isl_space *dim,
10174         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10175         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10176         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10177 {
10178         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10179         isl_basic_map *bmap;
10180         unsigned total;
10181         unsigned extra;
10182         int i, j, k, l;
10183         int pos;
10184
10185         if (!dim || !eq || !ineq)
10186                 goto error;
10187
10188         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10189                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10190                         "equalities and inequalities matrices should have "
10191                         "same number of columns", goto error);
10192
10193         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10194
10195         if (eq->n_col < total)
10196                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10197                         "number of columns too small", goto error);
10198
10199         extra = eq->n_col - total;
10200
10201         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10202                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10203         if (!bmap)
10204                 goto error;
10205         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10206                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10207                 if (k < 0)
10208                         goto error;
10209                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10210         }
10211         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10212                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10213                 if (l < 0)
10214                         goto error;
10215                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10216                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10217                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10218                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10219                                             eq->row[i][pos]);
10220                                 ++pos;
10221                         }
10222                 }
10223         }
10224         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10225                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10226                 if (l < 0)
10227                         goto error;
10228                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10229                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10230                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10231                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10232                                             ineq->row[i][pos]);
10233                                 ++pos;
10234                         }
10235                 }
10236         }
10237
10238         isl_space_free(dim);
10239         isl_mat_free(eq);
10240         isl_mat_free(ineq);
10241
10242         return bmap;
10243 error:
10244         isl_space_free(dim);
10245         isl_mat_free(eq);
10246         isl_mat_free(ineq);
10247         return NULL;
10248 }
10249
10250 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10251         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10252         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10253 {
10254         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10255                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10256 }
10257
10258 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10259         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10260         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10261 {
10262         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10263                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10264 }
10265
10266 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10267         __isl_take isl_space *dim,
10268         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10269         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10270 {
10271         return (isl_basic_set*)
10272             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10273                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10274 }
10275
10276 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10277 {
10278         if (!bmap)
10279                 return -1;
10280         
10281         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10282 }
10283
10284 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10285 {
10286         if (!map)
10287                 return -1;
10288         
10289         return isl_space_can_zip(map->dim);
10290 }
10291
10292 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10293  * (A -> C) -> (B -> D).
10294  */
10295 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10296 {
10297         unsigned pos;
10298         unsigned n1;
10299         unsigned n2;
10300
10301         if (!bmap)
10302                 return NULL;
10303
10304         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10305                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10306                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10307         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10308                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10309         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10310         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10311         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10312         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10313         if (!bmap)
10314                 return NULL;
10315         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10316         if (!bmap->dim)
10317                 goto error;
10318         return bmap;
10319 error:
10320         isl_basic_map_free(bmap);
10321         return NULL;
10322 }
10323
10324 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10325  * (A -> C) -> (B -> D).
10326  */
10327 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10328 {
10329         int i;
10330
10331         if (!map)
10332                 return NULL;
10333
10334         if (!isl_map_can_zip(map))
10335                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10336                         goto error);
10337
10338         map = isl_map_cow(map);
10339         if (!map)
10340                 return NULL;
10341
10342         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10343                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10344                 if (!map->p[i])
10345                         goto error;
10346         }
10347
10348         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10349         if (!map->dim)
10350                 goto error;
10351
10352         return map;
10353 error:
10354         isl_map_free(map);
10355         return NULL;
10356 }
10357
10358 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10359  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10360  */
10361 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10362 {
10363         if (!bmap)
10364                 return -1;
10365
10366         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10367 }
10368
10369 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10370  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10371  */
10372 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10373 {
10374         if (!map)
10375                 return -1;
10376
10377         return isl_space_can_curry(map->dim);
10378 }
10379
10380 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10381  * A -> (B -> C).
10382  */
10383 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10384 {
10385
10386         if (!bmap)
10387                 return NULL;
10388
10389         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10390                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10391                         "basic map cannot be curried", goto error);
10392         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10393         if (!bmap)
10394                 return NULL;
10395         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10396         if (!bmap->dim)
10397                 goto error;
10398         return bmap;
10399 error:
10400         isl_basic_map_free(bmap);
10401         return NULL;
10402 }
10403
10404 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10405  * A -> (B -> C).
10406  */
10407 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10408 {
10409         int i;
10410
10411         if (!map)
10412                 return NULL;
10413
10414         if (!isl_map_can_curry(map))
10415                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10416                         goto error);
10417
10418         map = isl_map_cow(map);
10419         if (!map)
10420                 return NULL;
10421
10422         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10423                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10424                 if (!map->p[i])
10425                         goto error;
10426         }
10427
10428         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10429         if (!map->dim)
10430                 goto error;
10431
10432         return map;
10433 error:
10434         isl_map_free(map);
10435         return NULL;
10436 }
10437
10438 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10439  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10440  */
10441 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10442 {
10443         if (!bmap)
10444                 return -1;
10445
10446         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10447 }
10448
10449 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10450  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10451  */
10452 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10453 {
10454         if (!map)
10455                 return -1;
10456
10457         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10458 }
10459
10460 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10461  * (A -> B) -> C.
10462  */
10463 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10464 {
10465
10466         if (!bmap)
10467                 return NULL;
10468
10469         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10470                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10471                         "basic map cannot be uncurried",
10472                         return isl_basic_map_free(bmap));
10473         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10474         if (!bmap)
10475                 return NULL;
10476         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10477         if (!bmap->dim)
10478                 return isl_basic_map_free(bmap);
10479         return bmap;
10480 }
10481
10482 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10483  * (A -> B) -> C.
10484  */
10485 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10486 {
10487         int i;
10488
10489         if (!map)
10490                 return NULL;
10491
10492         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10493                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10494                         return isl_map_free(map));
10495
10496         map = isl_map_cow(map);
10497         if (!map)
10498                 return NULL;
10499
10500         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10501                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10502                 if (!map->p[i])
10503                         return isl_map_free(map);
10504         }
10505
10506         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10507         if (!map->dim)
10508                 return isl_map_free(map);
10509
10510         return map;
10511 }
10512
10513 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10514  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10515  */
10516 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10517 {
10518         int k;
10519         int pos;
10520         isl_local_space *ls;
10521         isl_basic_map *bmap;
10522
10523         if (!aff)
10524                 return NULL;
10525
10526         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10527         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10528         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10529         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10530         if (k < 0)
10531                 goto error;
10532
10533         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10534         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10535         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10536         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10537                     aff->v->size - (pos + 1));
10538
10539         isl_aff_free(aff);
10540         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10541         return bmap;
10542 error:
10543         isl_aff_free(aff);
10544         isl_basic_map_free(bmap);
10545         return NULL;
10546 }
10547
10548 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10549  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10550  */
10551 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10552 {
10553         isl_basic_map *bmap;
10554
10555         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10556         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10557 }
10558
10559 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10560  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10561  * corresponding affine expression.
10562  */
10563 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10564         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10565 {
10566         int i;
10567         isl_space *space;
10568         isl_basic_map *bmap;
10569
10570         if (!maff)
10571                 return NULL;
10572
10573         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10574                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10575                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10576
10577         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10578         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10579
10580         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10581                 isl_aff *aff;
10582                 isl_basic_map *bmap_i;
10583
10584                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10585                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10586
10587                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10588         }
10589
10590         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10591
10592         isl_multi_aff_free(maff);
10593         return bmap;
10594 }
10595
10596 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10597  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10598  * corresponding affine expression.
10599  */
10600 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10601 {
10602         isl_basic_map *bmap;
10603
10604         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10605         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10606 }
10607
10608 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10609  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10610  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10611  * corresponding affine expression.
10612  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10613  * domain_dim.
10614  */
10615 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10616         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10617 {
10618         int i;
10619         isl_space *dim;
10620         isl_basic_map *bmap;
10621
10622         if (!list)
10623                 return NULL;
10624
10625         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10626         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10627
10628         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10629                 isl_aff *aff;
10630                 isl_basic_map *bmap_i;
10631
10632                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10633                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10634
10635                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10636         }
10637
10638         isl_aff_list_free(list);
10639         return bmap;
10640 }
10641
10642 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10643         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10644 {
10645         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10646 }
10647
10648 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10649  */
10650 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10651         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10652 {
10653         isl_basic_map *bmap = NULL;
10654         int i;
10655
10656         if (!space)
10657                 return NULL;
10658
10659         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10660                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10661                         "index out of bounds", goto error);
10662         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10663                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10664                         "index out of bounds", goto error);
10665
10666         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10667                 return isl_basic_map_universe(space);
10668
10669         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10670         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10671         if (i < 0)
10672                 goto error;
10673         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10674         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10675         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10676         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10677         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10678         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10679         isl_space_free(space);
10680         return bmap;
10681 error:
10682         isl_space_free(space);
10683         isl_basic_map_free(bmap);
10684         return NULL;
10685 }
10686
10687 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10688  */
10689 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10690         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10691 {
10692         isl_basic_map *eq;
10693
10694         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10695
10696         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10697
10698         return bmap;
10699 }
10700
10701 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10702  */
10703 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10704         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10705 {
10706         isl_basic_map *bmap;
10707
10708         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10709
10710         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10711
10712         return map;
10713 }
10714
10715 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10716  */
10717 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10718         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10719 {
10720         isl_basic_map *bmap = NULL;
10721         int i;
10722
10723         if (!map)
10724                 return NULL;
10725
10726         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10727                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10728                         "index out of bounds", goto error);
10729         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10730                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10731                         "index out of bounds", goto error);
10732
10733         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10734         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10735         if (i < 0)
10736                 goto error;
10737         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10738         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10739         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10740         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10741         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10742         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10743
10744         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10745
10746         return map;
10747 error:
10748         isl_basic_map_free(bmap);
10749         isl_map_free(map);
10750         return NULL;
10751 }
10752
10753 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10754  * greater than or equal to that of the second.
10755  */
10756 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10757         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10758 {
10759         isl_constraint *c;
10760         isl_local_space *ls;
10761
10762         if (!bmap)
10763                 return NULL;
10764
10765         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10766                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10767                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10768         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10769                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10770                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10771
10772         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10773                 return bmap;
10774
10775         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10776         c = isl_inequality_alloc(ls);
10777         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10778         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10779         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10780
10781         return bmap;
10782 }
10783
10784 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10785  * greater than that of the second.
10786  */
10787 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10788         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10789 {
10790         isl_basic_map *bmap = NULL;
10791         int i;
10792
10793         if (!map)
10794                 return NULL;
10795
10796         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10797                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10798                         "index out of bounds", goto error);
10799         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10800                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10801                         "index out of bounds", goto error);
10802
10803         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10804                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10805                 isl_map_free(map);
10806                 return isl_map_empty(space);
10807         }
10808
10809         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10810         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10811         if (i < 0)
10812                 goto error;
10813         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10814         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10815         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10816         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10817         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10818         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10819         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10820
10821         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10822
10823         return map;
10824 error:
10825         isl_basic_map_free(bmap);
10826         isl_map_free(map);
10827         return NULL;
10828 }
10829
10830 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10831  * smaller than that of the second.
10832  */
10833 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10834         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10835 {
10836         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10837 }
10838
10839 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10840         int pos)
10841 {
10842         isl_aff *div;
10843         isl_local_space *ls;
10844
10845         if (!bmap)
10846                 return NULL;
10847
10848         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10849                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10850                         "some divs are unknown", return NULL);
10851
10852         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10853         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10854         isl_local_space_free(ls);
10855
10856         return div;
10857 }
10858
10859 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10860         int pos)
10861 {
10862         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10863 }
10864
10865 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10866  *
10867  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10868  *
10869  *      f/d
10870  *
10871  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10872  *
10873  *      floor((a i + g)/m)
10874  *
10875  * is replaced by
10876  *
10877  *      floor((a f + d g)/(m d))
10878  *
10879  * Constraints of the form
10880  *
10881  *      a i + g
10882  *
10883  * are replaced by
10884  *
10885  *      a f + d g
10886  *
10887  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10888  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10889  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10890  */
10891 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10892         __isl_take isl_basic_set *bset,
10893         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10894 {
10895         int i;
10896         isl_int v;
10897         isl_ctx *ctx;
10898
10899         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10900                 return bset;
10901
10902         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10903         if (!bset || !subs)
10904                 goto error;
10905
10906         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10907         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10908                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10909                         "spaces don't match", goto error);
10910         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10911                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10912                         "cannot handle divs yet", goto error);
10913         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10914                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10915                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10916
10917         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10918
10919         isl_int_init(v);
10920
10921         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10922                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10923                         continue;
10924                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10925                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10926                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10927                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10928         }
10929
10930         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10931                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10932                         continue;
10933                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10934                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10935                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10936                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10937         }
10938
10939         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10940                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10941                         continue;
10942                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10943                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10944                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10945                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10946                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10947                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10948         }
10949
10950         isl_int_clear(v);
10951
10952         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10953         return isl_basic_set_finalize(bset);
10954 error:
10955         isl_basic_set_free(bset);
10956         return NULL;
10957 }
10958
10959 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10960  */
10961 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10962         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10963 {
10964         int i;
10965
10966         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10967                 return set;
10968
10969         set = isl_set_cow(set);
10970         if (!set || !subs)
10971                 goto error;
10972
10973         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10974                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10975                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10976                         goto error;
10977         }
10978
10979         return set;
10980 error:
10981         isl_set_free(set);
10982         return NULL;
10983 }
10984
10985 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10986  * Return -1 if anything is wrong.
10987  */
10988 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
10989         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10990 {
10991         int m;
10992         isl_space *ma_space;
10993
10994         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
10995         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
10996         isl_space_free(ma_space);
10997         if (m >= 0 && !m)
10998                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10999                         "spaces don't match", return -1);
11000         return m;
11001 }
11002
11003 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11004  * Return -1 if anything is wrong.
11005  */
11006 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11007         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11008 {
11009         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11010 }
11011
11012 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11013  * of the other divs in "bset".
11014  */
11015 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11016         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11017 {
11018         int i;
11019         isl_local_space *ls;
11020
11021         if (n_div == 0)
11022                 return 0;
11023
11024         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11025         if (!ls)
11026                 return -1;
11027
11028         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11029                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11030                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11031                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11032                         goto error;
11033         }
11034
11035         isl_local_space_free(ls);
11036         return 0;
11037 error:
11038         isl_local_space_free(ls);
11039         return -1;
11040 }
11041
11042 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11043  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11044  * different from one?
11045  */
11046 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11047 {
11048         int i;
11049         int strides = 0;
11050
11051         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11052                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11053                         strides++;
11054
11055         return strides;
11056 }
11057
11058 /* For each affine expression in ma of the form
11059  *
11060  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11061  *
11062  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11063  * of the form
11064  *
11065  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11066  *
11067  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11068  */
11069 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11070         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11071 {
11072         int i, k;
11073         int div;
11074         int total;
11075
11076         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11077         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11078                 int len;
11079
11080                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11081                         continue;
11082                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11083                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11084                 if (div < 0 || k < 0)
11085                         goto error;
11086                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11087                 len = ma->p[i]->v->size;
11088                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11089                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11090                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11091                 total++;
11092         }
11093
11094         return bset;
11095 error:
11096         isl_basic_set_free(bset);
11097         return NULL;
11098 }
11099
11100 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11101  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11102  * that lives in the domain space of "ma".
11103  *
11104  * If bset is represented by
11105  *
11106  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11107  *
11108  * and ma is represented by
11109  *
11110  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11111  *
11112  * then the result is
11113  *
11114  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11115  *
11116  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11117  * In particular
11118  *
11119  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11120  *
11121  * becomes
11122  *
11123  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11124  *
11125  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11126  *
11127  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11128  *
11129  * the additional constraints are added to ensure that we only
11130  * map back integer points.  That is we enforce
11131  *
11132  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11133  *
11134  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11135  *
11136  * We first copy over the divs from "ma".
11137  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11138  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11139  */
11140 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11141         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11142 {
11143         int i, k;
11144         isl_space *space;
11145         isl_basic_set *res = NULL;
11146         int n_div_bset, n_div_ma;
11147         isl_int f, c1, c2, g;
11148         int rational, strides;
11149
11150         isl_int_init(f);
11151         isl_int_init(c1);
11152         isl_int_init(c2);
11153         isl_int_init(g);
11154
11155         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11156         if (!bset || !ma)
11157                 goto error;
11158         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11159                 goto error;
11160
11161         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11162         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11163
11164         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11165         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11166         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11167         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11168                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11169         if (rational)
11170                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11171
11172         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11173                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11174                         goto error;
11175
11176         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11177                 goto error;
11178
11179         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11180                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11181                 if (k < 0)
11182                         goto error;
11183                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11184                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11185         }
11186
11187         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11188                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11189                 if (k < 0)
11190                         goto error;
11191                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11192                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11193         }
11194
11195         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11196                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11197                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11198                         continue;
11199                 }
11200                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11201                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11202         }
11203
11204         if (strides)
11205                 res = add_ma_strides(res, ma);
11206
11207         isl_int_clear(f);
11208         isl_int_clear(c1);
11209         isl_int_clear(c2);
11210         isl_int_clear(g);
11211         isl_basic_set_free(bset);
11212         isl_multi_aff_free(ma);
11213         res = isl_basic_set_simplify(res);
11214         return isl_basic_set_finalize(res);
11215 error:
11216         isl_int_clear(f);
11217         isl_int_clear(c1);
11218         isl_int_clear(c2);
11219         isl_int_clear(g);
11220         isl_basic_set_free(bset);
11221         isl_multi_aff_free(ma);
11222         isl_basic_set_free(res);
11223         return NULL;
11224 }
11225
11226 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11227  * Return -1 if anything is wrong.
11228  */
11229 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11230         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11231 {
11232         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11233 }
11234
11235 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11236  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11237  * that lives in the domain space of "ma".
11238  */
11239 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11240         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11241 {
11242         int i;
11243
11244         set = isl_set_cow(set);
11245         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11246         if (!set || !ma)
11247                 goto error;
11248         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11249                 goto error;
11250
11251         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11252                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11253                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11254                 if (!set->p[i])
11255                         goto error;
11256         }
11257
11258         isl_space_free(set->dim);
11259         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11260         if (!set->dim)
11261                 goto error;
11262
11263         isl_multi_aff_free(ma);
11264         if (set->n > 1)
11265                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11266         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11267         return set;
11268 error:
11269         isl_multi_aff_free(ma);
11270         isl_set_free(set);
11271         return NULL;
11272 }
11273
11274 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11275         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11276 {
11277         if (!set || !ma)
11278                 goto error;
11279
11280         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11281                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11282
11283         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11284             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11285                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11286                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11287         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11288         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11289
11290         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11291 error:
11292         isl_multi_aff_free(ma);
11293         return isl_set_free(set);
11294 }
11295
11296 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11297  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11298  * that lives in the domain space of "pma".
11299  */
11300 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11301         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11302 {
11303         int i;
11304         isl_set *res;
11305
11306         if (!pma)
11307                 goto error;
11308
11309         if (pma->n == 0) {
11310                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11311                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11312                 isl_set_free(set);
11313                 return res;
11314         }
11315
11316         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11317                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11318         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11319
11320         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11321                 isl_set *res_i;
11322
11323                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11324                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11325                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11326                 res = isl_set_union(res, res_i);
11327         }
11328
11329         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11330         isl_set_free(set);
11331         return res;
11332 error:
11333         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11334         isl_set_free(set);
11335         return NULL;
11336 }
11337
11338 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11339         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11340 {
11341         if (!set || !pma)
11342                 goto error;
11343
11344         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11345                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11346
11347         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11348             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11349                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11350                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11351         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11352         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11353
11354         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11355 error:
11356         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11357         return isl_set_free(set);
11358 }