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