add isl_map_{lexmin,lexmax}_pw_multi_aff
[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 GNU LGPLv2.1 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 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
412         enum isl_dim_type type)
413 {
414         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
415 }
416
417 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
418         const char *s)
419 {
420         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
421 }
422
423 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
424         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
425 {
426         map = isl_map_cow(map);
427         if (!map)
428                 return isl_id_free(id);
429
430         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
431
432         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
433 }
434
435 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
436         __isl_take isl_id *id)
437 {
438         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
439 }
440
441 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
442         enum isl_dim_type type)
443 {
444         map = isl_map_cow(map);
445         if (!map)
446                 return NULL;
447
448         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
449
450         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
451 }
452
453 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
454 {
455         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
456 }
457
458 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
459 {
460         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
461 }
462
463 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
464         enum isl_dim_type type)
465 {
466         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
467 }
468
469 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
470 {
471         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
472 }
473
474 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
475 {
476         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
477 }
478
479 /* Does the set tuple have a name?
480  */
481 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
484 }
485
486
487 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
488 {
489         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
490 }
491
492 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
493 {
494         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
495 }
496
497 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
498         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
499 {
500         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
501 }
502
503 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
504         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
505 {
506         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
507 }
508
509 /* Does the given dimension have a name?
510  */
511 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
512         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
513 {
514         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
515 }
516
517 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
518         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
519 {
520         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
521 }
522
523 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
524         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
525 {
526         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
527 }
528
529 /* Does the given dimension have a name?
530  */
531 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
532         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
533 {
534         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
535 }
536
537 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
538         __isl_take isl_basic_map *bmap,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
540 {
541         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
542         if (!bmap)
543                 return NULL;
544         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
545         if (!bmap->dim)
546                 goto error;
547         return isl_basic_map_finalize(bmap);
548 error:
549         isl_basic_map_free(bmap);
550         return NULL;
551 }
552
553 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
554         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
555 {
556         int i;
557
558         map = isl_map_cow(map);
559         if (!map)
560                 return NULL;
561
562         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
563         if (!map->dim)
564                 goto error;
565
566         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
567                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
568                 if (!map->p[i])
569                         goto error;
570         }
571
572         return map;
573 error:
574         isl_map_free(map);
575         return NULL;
576 }
577
578 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
579         __isl_take isl_basic_set *bset,
580         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
581 {
582         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
583                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
584 }
585
586 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
590 }
591
592 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
593         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
594 {
595         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
596 }
597
598 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
599         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
600 {
601         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
602 }
603
604 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
605         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
606 {
607         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
608 }
609
610 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
611         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
612 {
613         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
614 }
615
616 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
617         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
618 {
619         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
620 }
621
622 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
623         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
624 {
625         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
626 }
627
628 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
629         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
630 {
631         map = isl_map_cow(map);
632         if (!map)
633                 return isl_id_free(id);
634
635         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
636
637         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
638 }
639
640 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
641         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
642 {
643         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
644 }
645
646 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
647         __isl_keep isl_id *id)
648 {
649         if (!map)
650                 return -1;
651         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
652 }
653
654 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
655         __isl_keep isl_id *id)
656 {
657         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
658 }
659
660 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
661         const char *name)
662 {
663         if (!map)
664                 return -1;
665         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
666 }
667
668 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
669         const char *name)
670 {
671         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
672 }
673
674 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
675 {
676         if (!bmap)
677                 return -1;
678         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
679 }
680
681 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
682 {
683         return isl_basic_map_is_rational(bset);
684 }
685
686 /* Is this basic set a parameter domain?
687  */
688 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         if (!bset)
691                 return -1;
692         return isl_space_is_params(bset->dim);
693 }
694
695 /* Is this set a parameter domain?
696  */
697 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
698 {
699         if (!set)
700                 return -1;
701         return isl_space_is_params(set->dim);
702 }
703
704 /* Is this map actually a parameter domain?
705  * Users should never call this function.  Outside of isl,
706  * a map can never be a parameter domain.
707  */
708 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
709 {
710         if (!map)
711                 return -1;
712         return isl_space_is_params(map->dim);
713 }
714
715 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
716                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
717                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
718 {
719         int i;
720         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
721
722         bmap->ctx = ctx;
723         isl_ctx_ref(ctx);
724
725         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
726         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
727                 goto error;
728
729         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
730         if (!bmap->ineq)
731                 goto error;
732
733         if (extra == 0) {
734                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
735                 bmap->div = NULL;
736         } else {
737                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
738                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
739                         goto error;
740
741                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
742                 if (!bmap->div)
743                         goto error;
744         }
745
746         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
747                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
748
749         for (i = 0; i < extra; ++i)
750                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
751
752         bmap->ref = 1;
753         bmap->flags = 0;
754         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
755         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
756         bmap->extra = extra;
757         bmap->n_eq = 0;
758         bmap->n_ineq = 0;
759         bmap->n_div = 0;
760         bmap->sample = NULL;
761
762         return bmap;
763 error:
764         isl_basic_map_free(bmap);
765         return NULL;
766 }
767
768 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
769                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
770                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
771 {
772         struct isl_basic_map *bmap;
773         isl_space *space;
774
775         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
776         if (!space)
777                 return NULL;
778
779         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
780         return (struct isl_basic_set *)bmap;
781 }
782
783 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
784                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
785 {
786         struct isl_basic_map *bmap;
787         if (!dim)
788                 return NULL;
789         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
790         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
791         return (struct isl_basic_set *)bmap;
792 error:
793         isl_space_free(dim);
794         return NULL;
795 }
796
797 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
798                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
799 {
800         struct isl_basic_map *bmap;
801
802         if (!dim)
803                 return NULL;
804         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
805         if (!bmap)
806                 goto error;
807         bmap->dim = dim;
808
809         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
810 error:
811         isl_space_free(dim);
812         return NULL;
813 }
814
815 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
816                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
817                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
818 {
819         struct isl_basic_map *bmap;
820         isl_space *dim;
821
822         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
823         if (!dim)
824                 return NULL;
825
826         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
827         return bmap;
828 }
829
830 static void dup_constraints(
831                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
832 {
833         int i;
834         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
835
836         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
837                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
838                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
839         }
840
841         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
842                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
843                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
844         }
845
846         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
847                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
848                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
849         }
850         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
851 }
852
853 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
854 {
855         struct isl_basic_map *dup;
856
857         if (!bmap)
858                 return NULL;
859         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
860                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
861         if (!dup)
862                 return NULL;
863         dup_constraints(dup, bmap);
864         dup->flags = bmap->flags;
865         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
866         return dup;
867 }
868
869 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
870 {
871         struct isl_basic_map *dup;
872
873         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
874         return (struct isl_basic_set *)dup;
875 }
876
877 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
878 {
879         if (!bset)
880                 return NULL;
881
882         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
883                 bset->ref++;
884                 return bset;
885         }
886         return isl_basic_set_dup(bset);
887 }
888
889 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
890 {
891         if (!set)
892                 return NULL;
893
894         set->ref++;
895         return set;
896 }
897
898 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
899 {
900         if (!bmap)
901                 return NULL;
902
903         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
904                 bmap->ref++;
905                 return bmap;
906         }
907         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
908         if (bmap)
909                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
910         return bmap;
911 }
912
913 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
914 {
915         if (!map)
916                 return NULL;
917
918         map->ref++;
919         return map;
920 }
921
922 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
923 {
924         if (!bmap)
925                 return;
926
927         if (--bmap->ref > 0)
928                 return;
929
930         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
931         free(bmap->div);
932         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
933         free(bmap->ineq);
934         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
935         isl_vec_free(bmap->sample);
936         isl_space_free(bmap->dim);
937         free(bmap);
938 }
939
940 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
941 {
942         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
943 }
944
945 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
946 {
947         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
948 }
949
950 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
951         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
952         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
953                                     __isl_take isl_map *map2))
954 {
955         if (!map1 || !map2)
956                 goto error;
957         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
958                 return fn(map1, map2);
959         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
960             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
961                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
962                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
963         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
964         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
965         return fn(map1, map2);
966 error:
967         isl_map_free(map1);
968         isl_map_free(map2);
969         return NULL;
970 }
971
972 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
973         __isl_keep isl_map *map2,
974         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
975 {
976         int r;
977
978         if (!map1 || !map2)
979                 return -1;
980         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
981                 return fn(map1, map2);
982         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
983             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
984                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
985                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
986         map1 = isl_map_copy(map1);
987         map2 = isl_map_copy(map2);
988         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
989         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
990         r = fn(map1, map2);
991         isl_map_free(map1);
992         isl_map_free(map2);
993         return r;
994 }
995
996 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
997 {
998         struct isl_ctx *ctx;
999         if (!bmap)
1000                 return -1;
1001         ctx = bmap->ctx;
1002         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1003         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1004                         return -1);
1005         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1006         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1007         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1008         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1009         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1010         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1011                 isl_int *t;
1012                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1013                 if (j < 0)
1014                         return -1;
1015                 t = bmap->ineq[j];
1016                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1017                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1018                 bmap->eq[-1] = t;
1019                 bmap->n_eq++;
1020                 bmap->n_ineq--;
1021                 bmap->eq--;
1022                 return 0;
1023         }
1024         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1025                       bmap->extra - bmap->n_div);
1026         return bmap->n_eq++;
1027 }
1028
1029 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1030 {
1031         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1032 }
1033
1034 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1035 {
1036         if (!bmap)
1037                 return -1;
1038         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1039         bmap->n_eq -= n;
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1044 {
1045         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1046 }
1047
1048 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1049 {
1050         isl_int *t;
1051         if (!bmap)
1052                 return -1;
1053         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1054
1055         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1056                 t = bmap->eq[pos];
1057                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1058                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1059         }
1060         bmap->n_eq--;
1061         return 0;
1062 }
1063
1064 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1065 {
1066         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1067 }
1068
1069 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1070                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1071 {
1072         isl_int *t;
1073
1074         t = bmap->ineq[pos];
1075         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1076         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1077         bmap->eq[-1] = t;
1078         bmap->n_eq++;
1079         bmap->n_ineq--;
1080         bmap->eq--;
1081         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1082         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1083         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1085 }
1086
1087 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1088 {
1089         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1090 }
1091
1092 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1093 {
1094         struct isl_ctx *ctx;
1095         if (!bmap)
1096                 return -1;
1097         ctx = bmap->ctx;
1098         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1099         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1100         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1101         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1102         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1103         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1104                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1105                       bmap->extra - bmap->n_div);
1106         return bmap->n_ineq++;
1107 }
1108
1109 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1110 {
1111         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1112 }
1113
1114 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1115 {
1116         if (!bmap)
1117                 return -1;
1118         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1119         bmap->n_ineq -= n;
1120         return 0;
1121 }
1122
1123 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1124 {
1125         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1126 }
1127
1128 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1129 {
1130         isl_int *t;
1131         if (!bmap)
1132                 return -1;
1133         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1134
1135         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1136                 t = bmap->ineq[pos];
1137                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1138                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1139                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1140         }
1141         bmap->n_ineq--;
1142         return 0;
1143 }
1144
1145 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1146 {
1147         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1148 }
1149
1150 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1151         isl_int *eq)
1152 {
1153         int k;
1154
1155         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1156         if (!bmap)
1157                 return NULL;
1158         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1159         if (k < 0)
1160                 goto error;
1161         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1162         return bmap;
1163 error:
1164         isl_basic_map_free(bmap);
1165         return NULL;
1166 }
1167
1168 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1169         isl_int *eq)
1170 {
1171         return (isl_basic_set *)
1172                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1173 }
1174
1175 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1176         isl_int *ineq)
1177 {
1178         int k;
1179
1180         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1181         if (!bmap)
1182                 return NULL;
1183         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1184         if (k < 0)
1185                 goto error;
1186         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1187         return bmap;
1188 error:
1189         isl_basic_map_free(bmap);
1190         return NULL;
1191 }
1192
1193 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1194         isl_int *ineq)
1195 {
1196         return (isl_basic_set *)
1197                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1205         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1206                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1207                       bmap->extra - bmap->n_div);
1208         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1209         return bmap->n_div++;
1210 }
1211
1212 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1213 {
1214         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1215 }
1216
1217 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1218 {
1219         if (!bmap)
1220                 return -1;
1221         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1222         bmap->n_div -= n;
1223         return 0;
1224 }
1225
1226 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1227 {
1228         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1229 }
1230
1231 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1232  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1233  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1234  * variables.
1235  */
1236 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1237                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1238                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1239 {
1240         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1241         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1242         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1243         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1244         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1245         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1246         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1247         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1248         if (dst_nparam > src_nparam)
1249                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1250                                 dst_nparam - src_nparam);
1251         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1252         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1253                     src+1+src_nparam,
1254                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1255         if (dst_in-in_off > src_in)
1256                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1257                                 dst_in - in_off - src_in);
1258         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1259         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1260                     src+1+src_nparam+src_in,
1261                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1262         if (dst_out-out_off > src_out)
1263                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1264                                 dst_out - out_off - src_out);
1265         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1266         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1267                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1268                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1269         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1270                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1271                                 div_off+src_map->n_div,
1272                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1273 }
1274
1275 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1276                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1277                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1278 {
1279         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1280         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1281 }
1282
1283 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1284                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1285 {
1286         int i;
1287         unsigned div_off;
1288
1289         if (!bmap1 || !bmap2)
1290                 goto error;
1291
1292         div_off = bmap1->n_div;
1293
1294         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1295                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1296                 if (i1 < 0)
1297                         goto error;
1298                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1299                                 i_pos, o_pos, div_off);
1300         }
1301
1302         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1303                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1304                 if (i1 < 0)
1305                         goto error;
1306                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1307                                 i_pos, o_pos, div_off);
1308         }
1309
1310         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1311                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1312                 if (i1 < 0)
1313                         goto error;
1314                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1315                          i_pos, o_pos, div_off);
1316         }
1317
1318         isl_basic_map_free(bmap2);
1319
1320         return bmap1;
1321
1322 error:
1323         isl_basic_map_free(bmap1);
1324         isl_basic_map_free(bmap2);
1325         return NULL;
1326 }
1327
1328 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1329                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1330 {
1331         return (struct isl_basic_set *)
1332                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1333                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1334 }
1335
1336 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1337                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1338                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1339 {
1340         struct isl_basic_map *ext;
1341         unsigned flags;
1342         int dims_ok;
1343
1344         if (!dim)
1345                 goto error;
1346
1347         if (!base)
1348                 goto error;
1349
1350         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1351                   base->extra >= base->n_div + extra;
1352
1353         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1354                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1355                 isl_space_free(dim);
1356                 return base;
1357         }
1358
1359         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1360         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1361         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1362         extra += base->extra;
1363         n_eq += base->n_eq;
1364         n_ineq += base->n_ineq;
1365
1366         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1367         dim = NULL;
1368         if (!ext)
1369                 goto error;
1370
1371         if (dims_ok)
1372                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1373         flags = base->flags;
1374         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1375         if (ext) {
1376                 ext->flags = flags;
1377                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1378         }
1379
1380         return ext;
1381
1382 error:
1383         isl_space_free(dim);
1384         isl_basic_map_free(base);
1385         return NULL;
1386 }
1387
1388 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1389                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1390                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1391 {
1392         return (struct isl_basic_set *)
1393                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1394                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1395 }
1396
1397 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1398                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1399 {
1400         if (!base)
1401                 return NULL;
1402         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1403                                         0, n_eq, n_ineq);
1404 }
1405
1406 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1407                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1408                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1409 {
1410         struct isl_basic_map *bmap;
1411         isl_space *dim;
1412
1413         if (!base)
1414                 return NULL;
1415         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1416         if (!dim)
1417                 goto error;
1418
1419         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1420         return bmap;
1421 error:
1422         isl_basic_map_free(base);
1423         return NULL;
1424 }
1425
1426 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1427                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1428                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1429 {
1430         return (struct isl_basic_set *)
1431                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1432                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1433 }
1434
1435 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1436                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1437 {
1438         return (struct isl_basic_set *)
1439                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1440                                                     n_eq, n_ineq);
1441 }
1442
1443 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1444 {
1445         return (struct isl_basic_set *)
1446                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1447 }
1448
1449 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1450 {
1451         if (!bmap)
1452                 return NULL;
1453
1454         if (bmap->ref > 1) {
1455                 bmap->ref--;
1456                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1457         }
1458         if (bmap)
1459                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1460         return bmap;
1461 }
1462
1463 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1464 {
1465         if (!set)
1466                 return NULL;
1467
1468         if (set->ref == 1)
1469                 return set;
1470         set->ref--;
1471         return isl_set_dup(set);
1472 }
1473
1474 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1475 {
1476         if (!map)
1477                 return NULL;
1478
1479         if (map->ref == 1)
1480                 return map;
1481         map->ref--;
1482         return isl_map_dup(map);
1483 }
1484
1485 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1486                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1487 {
1488         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1489         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1490         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1491 }
1492
1493 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1494         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1495 {
1496         int i;
1497         struct isl_blk blk;
1498
1499         if (!bmap)
1500                 goto error;
1501
1502         isl_assert(bmap->ctx,
1503                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1504
1505         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1506                 return bmap;
1507
1508         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1509         if (!bmap)
1510                 return NULL;
1511
1512         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1513         if (isl_blk_is_error(blk))
1514                 goto error;
1515
1516         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1517                 swap_vars(blk,
1518                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1519
1520         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1521                 swap_vars(blk,
1522                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1523
1524         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1525                 swap_vars(blk,
1526                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1527
1528         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1529
1530         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1531         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1532         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1533 error:
1534         isl_basic_map_free(bmap);
1535         return NULL;
1536 }
1537
1538 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1539         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1540 {
1541         unsigned dim;
1542         unsigned nparam;
1543
1544         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1545         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1546         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1547
1548         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1549 error:
1550         isl_basic_set_free(bset);
1551         return NULL;
1552 }
1553
1554 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1555 {
1556         int i = 0;
1557         unsigned total;
1558         if (!bmap)
1559                 goto error;
1560         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1561         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1562         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1563         if (bmap->n_eq > 0)
1564                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1565         else {
1566                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1567                 if (i < 0)
1568                         goto error;
1569         }
1570         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1571         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1572         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1573         isl_vec_free(bmap->sample);
1574         bmap->sample = NULL;
1575         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1576 error:
1577         isl_basic_map_free(bmap);
1578         return NULL;
1579 }
1580
1581 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1582 {
1583         return (struct isl_basic_set *)
1584                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1585 }
1586
1587 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1588 {
1589         int i;
1590         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1591         isl_int *t = bmap->div[a];
1592         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1593         bmap->div[b] = t;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1597
1598         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1599                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1600
1601         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1602                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1603         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1604 }
1605
1606 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1607  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1608  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1609  */
1610 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1611         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1612 {
1613         int i;
1614
1615         if (!map)
1616                 return NULL;
1617         if (n == 0)
1618                 return map;
1619
1620         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1621                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1622                         "index out of bounds", goto error);
1623
1624         map = isl_map_cow(map);
1625         if (!map)
1626                 return NULL;
1627
1628         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1629                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1630                 if (!map->p[i])
1631                         goto error;
1632         }
1633         return map;
1634 error:
1635         isl_map_free(map);
1636         return NULL;
1637 }
1638
1639 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1640  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1641  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1642  */
1643 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1644         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1645 {
1646         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1647 }
1648
1649 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1650  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1651  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1652  */
1653 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1654         unsigned first, unsigned n)
1655 {
1656         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1657 }
1658
1659 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1660         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1661 {
1662         if (!bmap)
1663                 return NULL;
1664         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1665                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1666         if (!bmap)
1667                 return NULL;
1668         bmap->n_div = 0;
1669         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1670 }
1671
1672 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1673         __isl_take isl_basic_set *bset)
1674 {
1675         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1676                         (struct isl_basic_map *)bset);
1677 }
1678
1679 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1680 {
1681         int i;
1682
1683         if (!map)
1684                 return NULL;
1685         if (map->n == 0)
1686                 return map;
1687
1688         map = isl_map_cow(map);
1689         if (!map)
1690                 return NULL;
1691         
1692         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1693                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1694                 if (!map->p[i])
1695                         goto error;
1696         }
1697         return map;
1698 error:
1699         isl_map_free(map);
1700         return NULL;
1701 }
1702
1703 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1704 {
1705         return isl_map_remove_divs(set);
1706 }
1707
1708 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1709         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1710 {
1711         if (!bmap)
1712                 return NULL;
1713         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1714                         goto error);
1715         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1716                 return bmap;
1717         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1718                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1719         if (!bmap)
1720                 return bmap;
1721         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1722                 return bmap;
1723         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1724         return bmap;
1725 error:
1726         isl_basic_map_free(bmap);
1727         return NULL;
1728 }
1729
1730 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1731  * any of the given variables.
1732  */
1733 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1734         unsigned first, unsigned n)
1735 {
1736         int i;
1737         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1738
1739         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1740                 return 0;
1741         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1742                 return 1;
1743
1744         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1745                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1746                         continue;
1747                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1748                         return 1;
1749         }
1750
1751         return 0;
1752 }
1753
1754 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1755  * based on inequality "i".
1756  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1757  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1758  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1759  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1760  *
1761  * The calling function has already checked that the inequality does not
1762  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1763  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1764  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1765  *
1766  * Let "div" be of the form
1767  *
1768  *      q = floor((a + f(x))/d)
1769  *
1770  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1771  *
1772  *      b + f(x) >= 0
1773  *
1774  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1775  * However, we allow a slightly more general form
1776  *
1777  *      b + g(x) >= 0
1778  *
1779  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1780  * divisible by d.
1781  * Rewriting this constraint as
1782  *
1783  *      0 >= -b - g(x)
1784  *
1785  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1786  *
1787  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1788  *
1789  * Taking the floor on both sides, we obtain
1790  *
1791  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1792  *
1793  * or
1794  *
1795  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1796  *
1797  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1798  *
1799  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1800  *
1801  */
1802 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1803         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1804         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1805 {
1806         int j;
1807
1808         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1809                 if (lb) {
1810                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1811                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1812                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1813                 }
1814                 if (ub) {
1815                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1816                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1817                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1818                 }
1819         }
1820         if (!lb && !ub)
1821                 return bmap;
1822
1823         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1824         if (lb) {
1825                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1826                 if (k < 0)
1827                         goto error;
1828                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1829                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1830                                         bmap->div[div][1 + j]);
1831                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1832                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1833                 }
1834                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1835         }
1836         if (ub) {
1837                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1838                 if (k < 0)
1839                         goto error;
1840                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1841                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1842                                         bmap->div[div][1 + j]);
1843                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1844                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1845                 }
1846                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1847         }
1848
1849         return bmap;
1850 error:
1851         isl_basic_map_free(bmap);
1852         return NULL;
1853 }
1854
1855 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1856  * using Fourier-Motzkin.
1857  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1858  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1859  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1860  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1861  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1862  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1863  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1864  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1865  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1866  * on "div".
1867  *
1868  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1869  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1870  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1871  * Consider, for example, the set
1872  *
1873  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1874  *
1875  * The second constraint can be rewritten as
1876  *
1877  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1878  *
1879  * from which we can derive
1880  *
1881  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1882  *
1883  * or
1884  *
1885  *      i + 2j <= 3 + 2k
1886  *
1887  * Combined with the first constraint, we obtain
1888  *
1889  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1890  *
1891  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1892  * the first constraint, we obtain
1893  *
1894  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1895  *
1896  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1897  *
1898  *      k >= -2
1899  */
1900 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1901         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1902 {
1903         int i;
1904         int check_lb, check_ub;
1905         isl_int v;
1906         unsigned total;
1907
1908         if (!bmap)
1909                 return NULL;
1910
1911         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1912                 return bmap;
1913
1914         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1915
1916         check_lb = 0;
1917         check_ub = 0;
1918         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1919                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1920                 if (s > 0)
1921                         check_ub = 1;
1922                 if (s < 0)
1923                         check_lb = 1;
1924         }
1925
1926         if (!check_lb && !check_ub)
1927                 return bmap;
1928
1929         isl_int_init(v);
1930
1931         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1932                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
1933                         continue;
1934
1935                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
1936                                                         check_lb, check_ub);
1937         }
1938
1939         isl_int_clear(v);
1940
1941         return bmap;
1942 }
1943
1944 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1945  * in their definitions.
1946  */
1947 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1948         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1949         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1950 {
1951         int i;
1952
1953         if (!bmap)
1954                 return NULL;
1955         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1956                         goto error);
1957         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1958
1959         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1960                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1961                         continue;
1962                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
1963                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1964                 if (!bmap)
1965                         return NULL;
1966                 i = bmap->n_div;
1967         }
1968
1969         return bmap;
1970 error:
1971         isl_basic_map_free(bmap);
1972         return NULL;
1973 }
1974
1975 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
1976         __isl_take isl_basic_set *bset,
1977         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1978 {
1979         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
1980 }
1981
1982 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1983         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1984 {
1985         int i;
1986
1987         if (!map)
1988                 return NULL;
1989         if (map->n == 0)
1990                 return map;
1991
1992         map = isl_map_cow(map);
1993         if (!map)
1994                 return NULL;
1995
1996         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1997                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1998                                                                 type, first, n);
1999                 if (!map->p[i])
2000                         goto error;
2001         }
2002         return map;
2003 error:
2004         isl_map_free(map);
2005         return NULL;
2006 }
2007
2008 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2009         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2010 {
2011         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2012                                                               type, first, n);
2013 }
2014
2015 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2016  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2017  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2018  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2019  * div.
2020  */
2021 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2022         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2023 {
2024         int i;
2025
2026         if (!bmap)
2027                 return -1;
2028
2029         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2030                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2031                         "index out of bounds", return -1);
2032
2033         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2034         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2035                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2036                         return 1;
2037         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2038                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2039                         return 1;
2040         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2041                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2042                         continue;
2043                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2044                         return 1;
2045         }
2046
2047         return 0;
2048 }
2049
2050 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2051         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2052 {
2053         int i;
2054
2055         if (!map)
2056                 return -1;
2057
2058         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2059                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2060                         "index out of bounds", return -1);
2061
2062         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2063                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2064                                                             type, first, n);
2065                 if (involves < 0 || involves)
2066                         return involves;
2067         }
2068
2069         return 0;
2070 }
2071
2072 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2073         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2074 {
2075         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2076 }
2077
2078 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2079         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2080 {
2081         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2082 }
2083
2084 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2085  * on unknown divs.
2086  */
2087 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2088 {
2089         int i;
2090         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2091
2092         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2093                 return 1;
2094
2095         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2096                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2097                         continue;
2098                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2099                         return 1;
2100         }
2101
2102         return 0;
2103 }
2104
2105 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2106  */
2107 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2108         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2109 {
2110         int i;
2111
2112         if (!bmap)
2113                 return NULL;
2114
2115         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2116                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2117                         continue;
2118                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2119                 if (!bmap)
2120                         return NULL;
2121                 i = bmap->n_div;
2122         }
2123
2124         return bmap;
2125 }
2126
2127 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2128 {
2129         int i;
2130
2131         if (!map)
2132                 return NULL;
2133         if (map->n == 0)
2134                 return map;
2135
2136         map = isl_map_cow(map);
2137         if (!map)
2138                 return NULL;
2139
2140         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2141                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2142                 if (!map->p[i])
2143                         goto error;
2144         }
2145         return map;
2146 error:
2147         isl_map_free(map);
2148         return NULL;
2149 }
2150
2151 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2152 {
2153         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2154 }
2155
2156 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2157         __isl_take isl_basic_set *bset,
2158         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2159 {
2160         return (isl_basic_set *)
2161             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2162 }
2163
2164 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2165         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2166 {
2167         int i;
2168
2169         if (n == 0)
2170                 return map;
2171
2172         map = isl_map_cow(map);
2173         if (!map)
2174                 return NULL;
2175         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2176         
2177         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2178                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2179                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2180                 if (!map->p[i])
2181                         goto error;
2182         }
2183         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2184         return map;
2185 error:
2186         isl_map_free(map);
2187         return NULL;
2188 }
2189
2190 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2191         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2192 {
2193         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2194 }
2195
2196 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2197 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2198         unsigned first, unsigned n)
2199 {
2200         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2201 }
2202
2203 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2204                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2205 {
2206         const char *name;
2207         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2208         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2209         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2210         if (!pos)
2211                 isl_int_print(out, c, 0);
2212         else {
2213                 if (!isl_int_is_one(c))
2214                         isl_int_print(out, c, 0);
2215                 if (pos < 1 + nparam) {
2216                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2217                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2218                         if (name)
2219                                 fprintf(out, "%s", name);
2220                         else
2221                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2222                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2223                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2224                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2225                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2226                 else
2227                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2228         }
2229 }
2230
2231 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2232                                 int sign, FILE *out)
2233 {
2234         int i;
2235         int first;
2236         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2237         isl_int v;
2238
2239         isl_int_init(v);
2240         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2241                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2242                         continue;
2243                 if (!first)
2244                         fprintf(out, " + ");
2245                 first = 0;
2246                 isl_int_abs(v, c[i]);
2247                 dump_term(bmap, v, i, out);
2248         }
2249         isl_int_clear(v);
2250         if (first)
2251                 fprintf(out, "0");
2252 }
2253
2254 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2255                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2256 {
2257         int i;
2258
2259         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2260
2261         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2262         fprintf(out, " %s ", op);
2263         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2264
2265         fprintf(out, "\n");
2266
2267         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2268                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2269                         continue;
2270                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2271                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2272                 abort();
2273         }
2274 }
2275
2276 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2277                                 isl_int **c, unsigned n,
2278                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2279 {
2280         int i;
2281
2282         for (i = 0; i < n; ++i)
2283                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2284 }
2285
2286 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2287 {
2288         int j;
2289         int first = 1;
2290         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2291
2292         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2293                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2294                         continue;
2295                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2296                         fprintf(out, "+");
2297                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2298                 first = 0;
2299         }
2300 }
2301
2302 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2303 {
2304         int i;
2305
2306         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2307         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2308
2309         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2310                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2311                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2312                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2313                 fprintf(out, ")/");
2314                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2315                 fprintf(out, "]\n");
2316         }
2317 }
2318
2319 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2320         FILE *out, int indent)
2321 {
2322         if (!bset) {
2323                 fprintf(out, "null basic set\n");
2324                 return;
2325         }
2326
2327         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2328         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2329                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2330                         bset->extra, bset->flags);
2331         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2332 }
2333
2334 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2335         FILE *out, int indent)
2336 {
2337         if (!bmap) {
2338                 fprintf(out, "null basic map\n");
2339                 return;
2340         }
2341
2342         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2343         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2344                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2345                 bmap->ref,
2346                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2347                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2348         dump(bmap, out, indent);
2349 }
2350
2351 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2352 {
2353         unsigned total;
2354         if (!bmap)
2355                 return -1;
2356         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2357         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2358         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2359         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2360         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2361         return 0;
2362 }
2363
2364 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2365         unsigned flags)
2366 {
2367         struct isl_set *set;
2368
2369         if (!dim)
2370                 return NULL;
2371         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2372         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2373         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2374                         sizeof(struct isl_set) +
2375                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2376         if (!set)
2377                 goto error;
2378
2379         set->ctx = dim->ctx;
2380         isl_ctx_ref(set->ctx);
2381         set->ref = 1;
2382         set->size = n;
2383         set->n = 0;
2384         set->dim = dim;
2385         set->flags = flags;
2386         return set;
2387 error:
2388         isl_space_free(dim);
2389         return NULL;
2390 }
2391
2392 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2393                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2394 {
2395         struct isl_set *set;
2396         isl_space *dims;
2397
2398         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2399         if (!dims)
2400                 return NULL;
2401
2402         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2403         return set;
2404 }
2405
2406 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2407  */
2408 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2409 {
2410         int i;
2411         struct isl_map *grown = NULL;
2412
2413         if (!map)
2414                 return NULL;
2415         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2416         if (map->n + n <= map->size)
2417                 return map;
2418         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2419         if (!grown)
2420                 goto error;
2421         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2422                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2423                 if (!grown->p[i])
2424                         goto error;
2425                 grown->n++;
2426         }
2427         isl_map_free(map);
2428         return grown;
2429 error:
2430         isl_map_free(grown);
2431         isl_map_free(map);
2432         return NULL;
2433 }
2434
2435 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2436  */
2437 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2438 {
2439         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2440 }
2441
2442 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2443 {
2444         int i;
2445         struct isl_set *dup;
2446
2447         if (!set)
2448                 return NULL;
2449
2450         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2451         if (!dup)
2452                 return NULL;
2453         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2454                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2455         return dup;
2456 }
2457
2458 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2459 {
2460         return isl_map_from_basic_map(bset);
2461 }
2462
2463 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2464 {
2465         struct isl_map *map;
2466
2467         if (!bmap)
2468                 return NULL;
2469
2470         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2471         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2472 }
2473
2474 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2475                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2476 {
2477         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2478                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2479 }
2480
2481 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2482 {
2483         int i;
2484
2485         if (!set)
2486                 return NULL;
2487
2488         if (--set->ref > 0)
2489                 return NULL;
2490
2491         isl_ctx_deref(set->ctx);
2492         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2493                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2494         isl_space_free(set->dim);
2495         free(set);
2496
2497         return NULL;
2498 }
2499
2500 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2501 {
2502         int i;
2503
2504         if (!set) {
2505                 fprintf(out, "null set\n");
2506                 return;
2507         }
2508
2509         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2510         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2511                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2512                         set->flags);
2513         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2514                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2515                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2516                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2517         }
2518 }
2519
2520 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2521 {
2522         int i;
2523
2524         if (!map) {
2525                 fprintf(out, "null map\n");
2526                 return;
2527         }
2528
2529         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2530         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2531                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2532                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2533                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2534         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2535                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2536                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2537                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2538         }
2539 }
2540
2541 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2542                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2543 {
2544         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2545
2546         if (!bmap || !bset)
2547                 goto error;
2548
2549         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2550                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2551
2552         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2553                 isl_assert(bset->ctx,
2554                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2555
2556         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2557         if (!bmap)
2558                 goto error;
2559         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2560                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2561         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2562         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2563
2564         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2565         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2566 error:
2567         isl_basic_map_free(bmap);
2568         isl_basic_set_free(bset);
2569         return NULL;
2570 }
2571
2572 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2573                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2574 {
2575         struct isl_basic_map *bmap_range;
2576
2577         if (!bmap || !bset)
2578                 goto error;
2579
2580         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2581                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2582
2583         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2584                 isl_assert(bset->ctx,
2585                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2586
2587         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2588                 isl_basic_set_free(bset);
2589                 return bmap;
2590         }
2591
2592         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2593         if (!bmap)
2594                 goto error;
2595         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2596                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2597         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2598         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2599
2600         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2601         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2602 error:
2603         isl_basic_map_free(bmap);
2604         isl_basic_set_free(bset);
2605         return NULL;
2606 }
2607
2608 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2609 {
2610         int i;
2611         unsigned total;
2612         isl_int s;
2613
2614         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2615         if (total != vec->size)
2616                 return -1;
2617
2618         isl_int_init(s);
2619
2620         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2621                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2622                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2623                         isl_int_clear(s);
2624                         return 0;
2625                 }
2626         }
2627
2628         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2629                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2630                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2631                         isl_int_clear(s);
2632                         return 0;
2633                 }
2634         }
2635
2636         isl_int_clear(s);
2637
2638         return 1;
2639 }
2640
2641 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2642 {
2643         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2644 }
2645
2646 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2647                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2648 {
2649         struct isl_vec *sample = NULL;
2650
2651         if (!bmap1 || !bmap2)
2652                 goto error;
2653
2654         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2655                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2656         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2657                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2658             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2659                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2660                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2661
2662         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2663                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2664                 isl_assert(bmap1->ctx,
2665                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2666
2667         if (bmap1->sample &&
2668             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2669             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2670                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2671         else if (bmap2->sample &&
2672             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2673             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2674                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2675
2676         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2677         if (!bmap1)
2678                 goto error;
2679         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2680                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2681         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2682
2683         if (!bmap1)
2684                 isl_vec_free(sample);
2685         else if (sample) {
2686                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2687                 bmap1->sample = sample;
2688         }
2689
2690         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2691         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2692 error:
2693         if (sample)
2694                 isl_vec_free(sample);
2695         isl_basic_map_free(bmap1);
2696         isl_basic_map_free(bmap2);
2697         return NULL;
2698 }
2699
2700 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2701                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2702 {
2703         return (struct isl_basic_set *)
2704                 isl_basic_map_intersect(
2705                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2706                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2707 }
2708
2709 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2710         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2711 {
2712         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2713 }
2714
2715 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2716  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2717  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2718  * added to the other map.
2719  */
2720 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2721         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2722 {
2723         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2724         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2725         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2726         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2727
2728         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2729                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2730
2731         isl_assert(map2->ctx,
2732                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2733
2734         map1 = isl_map_cow(map1);
2735         if (!map1)
2736                 goto error;
2737         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2738                 isl_map_free(map2);
2739                 return map1;
2740         }
2741         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2742         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2743                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2744         else
2745                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2746                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2747
2748         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2749         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2750         if (!map1->p[0])
2751                 goto error;
2752
2753         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2754                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2755                 map1->n = 0;
2756         }
2757
2758         isl_map_free(map2);
2759
2760         return map1;
2761 error:
2762         isl_map_free(map1);
2763         isl_map_free(map2);
2764         return NULL;
2765 }
2766
2767 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2768  * space as map1.
2769  */
2770 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2771         __isl_take isl_map *map2)
2772 {
2773         unsigned flags = 0;
2774         struct isl_map *result;
2775         int i, j;
2776
2777         if (!map1 || !map2)
2778                 goto error;
2779
2780         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2781             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2782                 isl_map_free(map2);
2783                 return map1;
2784         }
2785         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2786             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2787                 isl_map_free(map1);
2788                 return map2;
2789         }
2790
2791         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2792             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2793             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2794             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2795              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2796                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2797
2798         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2799                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2800                 isl_assert(map1->ctx,
2801                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2802
2803         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2804             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2805                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2806
2807         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2808                                 map1->n * map2->n, flags);
2809         if (!result)
2810                 goto error;
2811         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2812                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2813                         struct isl_basic_map *part;
2814                         part = isl_basic_map_intersect(
2815                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2816                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2817                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2818                                 isl_basic_map_free(part);
2819                         else
2820                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2821                         if (!result)
2822                                 goto error;
2823                 }
2824         isl_map_free(map1);
2825         isl_map_free(map2);
2826         return result;
2827 error:
2828         isl_map_free(map1);
2829         isl_map_free(map2);
2830         return NULL;
2831 }
2832
2833 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2834         __isl_take isl_map *map2)
2835 {
2836         if (!map1 || !map2)
2837                 goto error;
2838         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2839                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2840                         "spaces don't match", goto error);
2841         return map_intersect_internal(map1, map2);
2842 error:
2843         isl_map_free(map1);
2844         isl_map_free(map2);
2845         return NULL;
2846 }
2847
2848 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2849         __isl_take isl_map *map2)
2850 {
2851         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2852 }
2853
2854 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2855 {
2856         return (struct isl_set *)
2857                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2858                                   (struct isl_map *)set2);
2859 }
2860
2861 /* map_intersect_internal accepts intersections
2862  * with parameter domains, so we can just call that function.
2863  */
2864 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2865                 __isl_take isl_set *params)
2866 {
2867         return map_intersect_internal(map, params);
2868 }
2869
2870 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2871         __isl_take isl_map *map2)
2872 {
2873         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2874 }
2875
2876 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2877                 __isl_take isl_set *params)
2878 {
2879         return isl_map_intersect_params(set, params);
2880 }
2881
2882 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2883 {
2884         isl_space *dim;
2885         struct isl_basic_set *bset;
2886         unsigned in;
2887
2888         if (!bmap)
2889                 return NULL;
2890         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2891         if (!bmap)
2892                 return NULL;
2893         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2894         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2895         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2896         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2897         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2898 }
2899
2900 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2901         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2902 {
2903         isl_space *space;
2904
2905         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2906                 return bmap;
2907
2908         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2909         space = isl_space_reset(space, type);
2910         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2911         return bmap;
2912 }
2913
2914 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
2915         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
2916         unsigned pos, unsigned n)
2917 {
2918         isl_space *res_dim;
2919         struct isl_basic_map *res;
2920         struct isl_dim_map *dim_map;
2921         unsigned total, off;
2922         enum isl_dim_type t;
2923
2924         if (n == 0)
2925                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2926
2927         if (!bmap)
2928                 return NULL;
2929
2930         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2931
2932         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2933         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2934         off = 0;
2935         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2936                 if (t != type) {
2937                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2938                 } else {
2939                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2940                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2941                                                 0, pos, off);
2942                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2943                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2944                 }
2945                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2946         }
2947         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2948
2949         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2950                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2951         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2952                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2953         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
2954                 isl_basic_map_free(bmap);
2955                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
2956         }
2957         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2958         return isl_basic_map_finalize(res);
2959 }
2960
2961 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
2962         __isl_take isl_basic_set *bset,
2963         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2964 {
2965         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
2966 }
2967
2968 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2969                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2970 {
2971         if (!bmap)
2972                 return NULL;
2973         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
2974                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2975 }
2976
2977 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2978                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2979 {
2980         if (!bset)
2981                 return NULL;
2982         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2983         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2984 error:
2985         isl_basic_set_free(bset);
2986         return NULL;
2987 }
2988
2989 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2990         enum isl_dim_type type)
2991 {
2992         isl_space *space;
2993
2994         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
2995                 return map;
2996
2997         space = isl_map_get_space(map);
2998         space = isl_space_reset(space, type);
2999         map = isl_map_reset_space(map, space);
3000         return map;
3001 }
3002
3003 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3004                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3005 {
3006         int i;
3007
3008         if (n == 0)
3009                 return map_space_reset(map, type);
3010
3011         map = isl_map_cow(map);
3012         if (!map)
3013                 return NULL;
3014
3015         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3016         if (!map->dim)
3017                 goto error;
3018
3019         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3020                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3021                 if (!map->p[i])
3022                         goto error;
3023         }
3024
3025         return map;
3026 error:
3027         isl_map_free(map);
3028         return NULL;
3029 }
3030
3031 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3032                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3033 {
3034         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3035 }
3036
3037 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3038                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3039 {
3040         if (!map)
3041                 return NULL;
3042         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3043 }
3044
3045 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3046                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3047 {
3048         if (!set)
3049                 return NULL;
3050         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3051         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3052 error:
3053         isl_set_free(set);
3054         return NULL;
3055 }
3056
3057 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3058         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3059         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3060         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3061 {
3062         struct isl_dim_map *dim_map;
3063         struct isl_basic_map *res;
3064         enum isl_dim_type t;
3065         unsigned total, off;
3066
3067         if (!bmap)
3068                 return NULL;
3069         if (n == 0)
3070                 return bmap;
3071
3072         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3073                 goto error);
3074
3075         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3076                 return bmap;
3077
3078         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3079
3080         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3081             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3082                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3083                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3084                 if (!bmap)
3085                         return NULL;
3086
3087                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3088                                                 src_type, src_pos, n);
3089                 if (!bmap->dim)
3090                         goto error;
3091
3092                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3093
3094                 return bmap;
3095         }
3096
3097         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3098         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3099
3100         off = 0;
3101         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3102                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3103                 if (t == dst_type) {
3104                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3105                                             0, dst_pos, off);
3106                         off += dst_pos;
3107                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3108                                             src_pos, n, off);
3109                         off += n;
3110                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3111                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3112                         off += size - dst_pos;
3113                 } else if (t == src_type) {
3114                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3115                                             0, src_pos, off);
3116                         off += src_pos;
3117                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3118                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3119                         off += size - src_pos - n;
3120                 } else {
3121                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3122                         off += size;
3123                 }
3124         }
3125         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3126
3127         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3128                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3129         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3130
3131         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3132                                         src_type, src_pos, n);
3133         if (!bmap->dim)
3134                 goto error;
3135
3136         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3137         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3138         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3139
3140         return bmap;
3141 error:
3142         isl_basic_map_free(bmap);
3143         return NULL;
3144 }
3145
3146 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3147         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3148         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3149 {
3150         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3151                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3152 }
3153
3154 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3155         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3156         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3157 {
3158         if (!set)
3159                 return NULL;
3160         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3161         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3162                                         src_type, src_pos, n);
3163 error:
3164         isl_set_free(set);
3165         return NULL;
3166 }
3167
3168 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3169         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3170         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3171 {
3172         int i;
3173
3174         if (!map)
3175                 return NULL;
3176         if (n == 0)
3177                 return map;
3178
3179         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3180                 goto error);
3181
3182         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3183                 return map;
3184
3185         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3186
3187         map = isl_map_cow(map);
3188         if (!map)
3189                 return NULL;
3190
3191         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3192         if (!map->dim)
3193                 goto error;
3194
3195         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3196                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3197                                                 dst_type, dst_pos,
3198                                                 src_type, src_pos, n);
3199                 if (!map->p[i])
3200                         goto error;
3201         }
3202
3203         return map;
3204 error:
3205         isl_map_free(map);
3206         return NULL;
3207 }
3208
3209 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3210  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3211  * That's the responsibility of the caller.
3212  */
3213 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3214         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3215 {
3216         struct isl_dim_map *dim_map;
3217         struct isl_basic_map *res;
3218         enum isl_dim_type t;
3219         unsigned total, off;
3220
3221         if (!bmap)
3222                 return NULL;
3223         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3224                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3225                 return bmap;
3226
3227         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3228         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3229
3230         off = 0;
3231         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3232                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3233                 if (t == type) {
3234                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3235                                             0, first, off);
3236                         off += first;
3237                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3238                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3239                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3240                                             first + n, size - (first + n), off);
3241                         off += size - (first + n);
3242                 } else {
3243                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3244                         off += size;
3245                 }
3246         }
3247         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3248
3249         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3250                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3251         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3252         return res;
3253 }
3254
3255 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3256  * into existentially quantified variables.
3257  */
3258 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3259                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3260                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3261 {
3262         int i;
3263         size_t row_size;
3264         isl_int **new_div;
3265         isl_int *old;
3266
3267         if (n == 0)
3268                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3269
3270         if (!bmap)
3271                 return NULL;
3272
3273         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3274                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3275
3276         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3277                         goto error);
3278
3279         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3280         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3281         if (!bmap)
3282                 return NULL;
3283
3284         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3285         old = bmap->block2.data;
3286         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3287                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3288         if (!bmap->block2.data)
3289                 goto error;
3290         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3291         if (!new_div)
3292                 goto error;
3293         for (i = 0; i < n; ++i) {
3294                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3295                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3296                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3297         }
3298         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3299                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3300         free(bmap->div);
3301         bmap->div = new_div;
3302         bmap->n_div += n;
3303         bmap->extra += n;
3304
3305         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3306         if (!bmap->dim)
3307                 goto error;
3308         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3309         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3310         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3311 error:
3312         isl_basic_map_free(bmap);
3313         return NULL;
3314 }
3315
3316 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3317  * into existentially quantified variables.
3318  */
3319 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3320                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3321 {
3322         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3323                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3324 }
3325
3326 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3327  * into existentially quantified variables.
3328  */
3329 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3330                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3331 {
3332         int i;
3333
3334         if (!map)
3335                 return NULL;
3336
3337         if (n == 0)
3338                 return map_space_reset(map, type);
3339
3340         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3341
3342         map = isl_map_cow(map);
3343         if (!map)
3344                 return NULL;
3345
3346         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3347         if (!map->dim)
3348                 goto error;
3349
3350         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3351                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3352                 if (!map->p[i])
3353                         goto error;
3354         }
3355
3356         return map;
3357 error:
3358         isl_map_free(map);
3359         return NULL;
3360 }
3361
3362 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3363  * into existentially quantified variables.
3364  */
3365 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3366                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3367 {
3368         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3369 }
3370
3371 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3372 {
3373         int i, j;
3374
3375         for (i = 0; i < n; ++i) {
3376                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3377                 if (j < 0)
3378                         goto error;
3379                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3380         }
3381         return bmap;
3382 error:
3383         isl_basic_map_free(bmap);
3384         return NULL;
3385 }
3386
3387 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3388                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3389 {
3390         isl_space *dim_result = NULL;
3391         struct isl_basic_map *bmap;
3392         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3393         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3394
3395         if (!bmap1 || !bmap2)
3396                 goto error;
3397
3398         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3399                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3400
3401         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3402         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3403         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3404         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3405
3406         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3407         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3408         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3409         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3410         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3411         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3412         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3413         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3414         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3415         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3416         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3417
3418         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3419                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3420                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3421                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3422         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3423         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3424         bmap = add_divs(bmap, n);
3425         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3426         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3427         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3428 error:
3429         isl_basic_map_free(bmap1);
3430         isl_basic_map_free(bmap2);
3431         return NULL;
3432 }
3433
3434 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3435                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3436 {
3437         if (!bset || !bmap)
3438                 goto error;
3439
3440         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3441                     goto error);
3442
3443         return (struct isl_basic_set *)
3444                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3445 error:
3446         isl_basic_set_free(bset);
3447         isl_basic_map_free(bmap);
3448         return NULL;
3449 }
3450
3451 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3452                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3453 {
3454         if (!bmap1 || !bmap2)
3455                 goto error;
3456
3457         isl_assert(bmap1->ctx,
3458             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3459         isl_assert(bmap1->ctx,
3460             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3461             goto error);
3462
3463         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3464         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3465         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3466 error:
3467         isl_basic_map_free(bmap1);
3468         isl_basic_map_free(bmap2);
3469         return NULL;
3470 }
3471
3472 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3473  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3474  */
3475 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3476                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3477 {
3478         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3479         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3480         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3481         int i;
3482
3483         if (!bmap1 || !bmap2)
3484                 goto error;
3485
3486         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3487                 goto error);
3488
3489         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3490         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3491         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3492
3493         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3494         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3495         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3496         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3497         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3498         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3499         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3500         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3501         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3502         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3503         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3504
3505         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3506                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3507                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3508                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3509         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3510                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3511                 if (j < 0)
3512                         goto error;
3513                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3514                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3515                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3516                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3517         }
3518         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3519         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3520         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3521
3522         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3523         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3524 error:
3525         isl_basic_map_free(bmap);
3526         isl_basic_map_free(bmap1);
3527         isl_basic_map_free(bmap2);
3528         return NULL;
3529 }
3530
3531 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3532  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3533  */
3534 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3535 {
3536         struct isl_map *result;
3537         int i, j;
3538
3539         if (!map1 || !map2)
3540                 goto error;
3541
3542         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3543
3544         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3545                                 map1->n * map2->n, 0);
3546         if (!result)
3547                 goto error;
3548         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3549                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3550                         struct isl_basic_map *part;
3551                         part = isl_basic_map_sum(
3552                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3553                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3554                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3555                                 isl_basic_map_free(part);
3556                         else
3557                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3558                         if (!result)
3559                                 goto error;
3560                 }
3561         isl_map_free(map1);
3562         isl_map_free(map2);
3563         return result;
3564 error:
3565         isl_map_free(map1);
3566         isl_map_free(map2);
3567         return NULL;
3568 }
3569
3570 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3571         __isl_take isl_set *set2)
3572 {
3573         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3574 }
3575
3576 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3577  */
3578 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3579 {
3580         int i, j;
3581         unsigned off, n;
3582
3583         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3584         if (!bmap)
3585                 return NULL;
3586
3587         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3588         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3589         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3590                 for (j = 0; j < n; ++j)
3591                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3592         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3593                 for (j = 0; j < n; ++j)
3594                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3595         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3596                 for (j = 0; j < n; ++j)
3597                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3598         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3599         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3600 }
3601
3602 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3603 {
3604         return isl_basic_map_neg(bset);
3605 }
3606
3607 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3608  */
3609 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3610 {
3611         int i;
3612
3613         map = isl_map_cow(map);
3614         if (!map)
3615                 return NULL;
3616
3617         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3618                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3619                 if (!map->p[i])
3620                         goto error;
3621         }
3622
3623         return map;
3624 error:
3625         isl_map_free(map);
3626         return NULL;
3627 }
3628
3629 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3630 {
3631         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3632 }
3633
3634 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3635  * A -> floor(f(A)/d).
3636  */
3637 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3638                 isl_int d)
3639 {
3640         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3641         struct isl_basic_map *result = NULL;
3642         struct isl_dim_map *dim_map;
3643         int i;
3644
3645         if (!bmap)
3646                 return NULL;
3647
3648         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3649         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3650         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3651
3652         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3653         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3654         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3655         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3656         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3657         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3658
3659         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3660                         bmap->n_div + n_out,
3661                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3662         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3663         result = add_divs(result, n_out);
3664         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3665                 int j;
3666                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3667                 if (j < 0)
3668                         goto error;
3669                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3670                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3671                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3672                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3673                 if (j < 0)
3674                         goto error;
3675                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3676                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3677                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3678                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3679         }
3680
3681         result = isl_basic_map_simplify(result);
3682         return isl_basic_map_finalize(result);
3683 error:
3684         isl_basic_map_free(result);
3685         return NULL;
3686 }
3687
3688 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3689  * A -> floor(f(A)/d).
3690  */
3691 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3692 {
3693         int i;
3694
3695         map = isl_map_cow(map);
3696         if (!map)
3697                 return NULL;
3698
3699         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3700         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3701         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3702                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3703                 if (!map->p[i])
3704                         goto error;
3705         }
3706
3707         return map;
3708 error:
3709         isl_map_free(map);
3710         return NULL;
3711 }
3712
3713 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3714 {
3715         int i;
3716         unsigned nparam;
3717         unsigned n_in;
3718
3719         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3720         if (i < 0)
3721                 goto error;
3722         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3723         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3724         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3725         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3726         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3727         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3728 error:
3729         isl_basic_map_free(bmap);
3730         return NULL;
3731 }
3732
3733 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3734  */
3735 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3736 {
3737         int i;
3738         unsigned nparam;
3739         unsigned n_in;
3740
3741         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3742         if (i < 0)
3743                 goto error;
3744         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3745         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3746         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3747         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3748         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3749         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3750         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3751 error:
3752         isl_basic_map_free(bmap);
3753         return NULL;
3754 }
3755
3756 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3757  */
3758 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3759         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3760 {
3761         int i;
3762         unsigned nparam;
3763         unsigned n_in;
3764
3765         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3766         if (i < 0)
3767                 goto error;
3768         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3769         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3770         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3771         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3772         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3773         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3774 error:
3775         isl_basic_map_free(bmap);
3776         return NULL;
3777 }
3778
3779 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3780  */
3781 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3782 {
3783         int i;
3784         unsigned nparam;
3785         unsigned n_in;
3786
3787         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3788         if (i < 0)
3789                 goto error;
3790         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3791         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3792         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3793         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3794         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3795         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3796         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3797 error:
3798         isl_basic_map_free(bmap);
3799         return NULL;
3800 }
3801
3802 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3803  */
3804 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3805         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3806 {
3807         int i;
3808         unsigned nparam;
3809         unsigned n_in;
3810
3811         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3812         if (i < 0)
3813                 goto error;
3814         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3815         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3816         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3817         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3818         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3819         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3820 error:
3821         isl_basic_map_free(bmap);
3822         return NULL;
3823 }
3824
3825 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3826         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3827 {
3828         int i;
3829         struct isl_basic_map *bmap;
3830         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3831         if (!bmap)
3832                 return NULL;
3833         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3834                 bmap = var_equal(bmap, i);
3835         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3836 }
3837
3838 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3839  */
3840 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3841         unsigned pos)
3842 {
3843         int i;
3844         struct isl_basic_map *bmap;
3845         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3846         if (!bmap)
3847                 return NULL;
3848         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3849                 bmap = var_equal(bmap, i);
3850         if (bmap)
3851                 bmap = var_less(bmap, pos);
3852         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3853 }
3854
3855 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3856  */
3857 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3858         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3859 {
3860         int i;
3861         isl_basic_map *bmap;
3862
3863         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3864         for (i = 0; i < pos; ++i)
3865                 bmap = var_equal(bmap, i);
3866         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3867         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3868 }
3869
3870 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3871  */
3872 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3873         unsigned pos)
3874 {
3875         int i;
3876         struct isl_basic_map *bmap;
3877         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3878         if (!bmap)
3879                 return NULL;
3880         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3881                 bmap = var_equal(bmap, i);
3882         if (bmap)
3883                 bmap = var_more(bmap, pos);
3884         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3885 }
3886
3887 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3888  */
3889 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3890         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3891 {
3892         int i;
3893         isl_basic_map *bmap;
3894
3895         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3896         for (i = 0; i < pos; ++i)
3897                 bmap = var_equal(bmap, i);
3898         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3899         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3900 }
3901
3902 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3903         unsigned n, int equal)
3904 {
3905         struct isl_map *map;
3906         int i;
3907
3908         if (n == 0 && equal)
3909                 return isl_map_universe(dims);
3910
3911         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3912
3913         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3914                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3915                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3916         if (n > 0) {
3917                 if (equal)
3918                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3919                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3920                 else
3921                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3922                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3923         } else
3924                 isl_space_free(dims);
3925
3926         return map;
3927 }
3928
3929 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3930 {
3931         if (!dims)
3932                 return NULL;
3933         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3934 }
3935
3936 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3937 {
3938         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3939 }
3940
3941 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3942 {
3943         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3944 }
3945
3946 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3947 {
3948         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3949 }
3950
3951 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3952 {
3953         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3954 }
3955
3956 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3957         unsigned n, int equal)
3958 {
3959         struct isl_map *map;
3960         int i;
3961
3962         if (n == 0 && equal)
3963                 return isl_map_universe(dims);
3964
3965         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3966
3967         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3968                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3969                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3970         if (n > 0) {
3971                 if (equal)
3972                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3973                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3974                 else
3975                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3976                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3977         } else
3978                 isl_space_free(dims);
3979
3980         return map;
3981 }
3982
3983 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3984 {
3985         if (!dims)
3986                 return NULL;
3987         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3988 }
3989
3990 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3991 {
3992         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3993 }
3994
3995 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3996 {
3997         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3998 }
3999
4000 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4001 {
4002         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4003 }
4004
4005 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4006 {
4007         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4008 }
4009
4010 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4011         __isl_take isl_set *set2)
4012 {
4013         isl_map *map;
4014         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4015         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4016         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4017         return map;
4018 }
4019
4020 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4021         __isl_take isl_set *set2)
4022 {
4023         isl_map *map;
4024         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4025         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4026         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4027         return map;
4028 }
4029
4030 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4031         __isl_take isl_set *set2)
4032 {
4033         isl_map *map;
4034         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4035         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4036         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4037         return map;
4038 }
4039
4040 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4041         __isl_take isl_set *set2)
4042 {
4043         isl_map *map;
4044         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4045         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4046         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4047         return map;
4048 }
4049
4050 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4051         __isl_take isl_map *map2)
4052 {
4053         isl_map *map;
4054         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4055         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4056         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4057         return map;
4058 }
4059
4060 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4061         __isl_take isl_map *map2)
4062 {
4063         isl_map *map;
4064         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4065         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4066         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4067         return map;
4068 }
4069
4070 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4071         __isl_take isl_map *map2)
4072 {
4073         isl_map *map;
4074         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4075         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4076         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4077         return map;
4078 }
4079
4080 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4081         __isl_take isl_map *map2)
4082 {
4083         isl_map *map;
4084         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4085         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4086         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4087         return map;
4088 }
4089
4090 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4091         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4092 {
4093         struct isl_basic_map *bmap;
4094
4095         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4096         if (!bset || !dim)
4097                 goto error;
4098
4099         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4100         isl_space_free(bset->dim);
4101         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4102         bmap->dim = dim;
4103         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4104 error:
4105         isl_basic_set_free(bset);
4106         isl_space_free(dim);
4107         return NULL;
4108 }
4109
4110 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4111 {
4112         if (!bmap)
4113                 goto error;
4114         if (bmap->dim->n_in == 0)
4115                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4116         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4117         if (!bmap)
4118                 goto error;
4119         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4120         if (!bmap->dim)
4121                 goto error;
4122         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4123         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4124 error:
4125         isl_basic_map_free(bmap);
4126         return NULL;
4127 }
4128
4129 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4130  *
4131  *              f - m d >= 0
4132  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4133  *
4134  * Note that the second constraint is the negation of
4135  *
4136  *              f - m d >= n
4137  */
4138 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4139         unsigned pos, isl_int *div)
4140 {
4141         int i, j;
4142         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4143
4144         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4145         if (i < 0)
4146                 return -1;
4147         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4148         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4149
4150         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4151         if (j < 0)
4152                 return -1;
4153         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4154         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4155         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4156         return j;
4157 }
4158
4159 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4160         unsigned pos, isl_int *div)
4161 {
4162         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4163                                                         pos, div);
4164 }
4165
4166 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4167 {
4168         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4169         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4170
4171         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4172                                                         bmap->div[div]);
4173 }
4174
4175 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4176                 struct isl_basic_map *bmap)
4177 {
4178         if (!bmap)
4179                 goto error;
4180         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4181             bmap->n_div == 0 &&
4182             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4183             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4184                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4185         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4186         if (!bmap)
4187                 goto error;
4188         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4189         if (!bmap->dim)
4190                 goto error;
4191         bmap->extra -= bmap->n_div;
4192         bmap->n_div = 0;
4193         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4194         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4195 error:
4196         return NULL;
4197 }
4198
4199 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4200                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4201 {
4202         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4203 }
4204
4205 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4206         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4207 {
4208         struct isl_basic_map *bmap;
4209         struct isl_ctx *ctx;
4210         unsigned total;
4211         int i;
4212
4213         if (!bset || !like)
4214                 goto error;
4215         ctx = bset->ctx;
4216         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4217         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4218         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4219                         goto error);
4220         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4221                 isl_basic_map_free(like);
4222                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4223         }
4224         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4225         if (!bset)
4226                 goto error;
4227         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4228         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4229         isl_space_free(bmap->dim);
4230         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4231         if (!bmap->dim)
4232                 goto error;
4233         bmap->n_div = like->n_div;
4234         bmap->extra += like->n_div;
4235         if (bmap->extra) {
4236                 unsigned ltotal;
4237                 isl_int **div;
4238                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4239                 if (ltotal > total)
4240                         ltotal = total;
4241                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4242                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4243                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4244                         goto error;
4245                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4246                 if (!div)
4247                         goto error;
4248                 bmap->div = div;
4249                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4250                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4251                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4252                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4253                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4254                 }
4255                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4256                                                         0, 2 * like->n_div);
4257                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4258                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4259                                 continue;
4260                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4261                                 goto error;
4262                 }
4263         }
4264         isl_basic_map_free(like);
4265         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4266         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4267         return bmap;
4268 error:
4269         isl_basic_map_free(like);
4270         isl_basic_set_free(bset);
4271         return NULL;
4272 }
4273
4274 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4275         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4276 {
4277         return (struct isl_basic_set *)
4278                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4279 }
4280
4281 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4282         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4283 {
4284         int i;
4285
4286         if (!set || !like)
4287                 goto error;
4288         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4289                     goto error);
4290         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4291                 isl_basic_set_free(like);
4292                 return set;
4293         }
4294         set = isl_set_cow(set);
4295         if (!set)
4296                 goto error;
4297         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4298                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4299                                                       isl_basic_set_copy(like));
4300                 if (!set->p[i])
4301                         goto error;
4302         }
4303         isl_space_free(set->dim);
4304         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4305         if (!set->dim)
4306                 goto error;
4307         isl_basic_set_free(like);
4308         return set;
4309 error:
4310         isl_basic_set_free(like);
4311         isl_set_free(set);
4312         return NULL;
4313 }
4314
4315 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4316 {
4317         int i;
4318
4319         map = isl_map_cow(map);
4320         if (!map)
4321                 return NULL;
4322         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4323         if (!map->dim)
4324                 goto error;
4325
4326         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4327                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4328                                 goto error);
4329         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4330                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4331                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4332                 if (!map->p[i])
4333                         goto error;
4334         }
4335         if (map->n == 0)
4336                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4337         else {
4338                 isl_space_free(map->dim);
4339                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4340         }
4341         if (!map->dim)
4342                 goto error;
4343         return (struct isl_set *)map;
4344 error:
4345         isl_map_free(map);
4346         return NULL;
4347 }
4348
4349 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4350 {
4351         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4352 }
4353
4354 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4355         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4356 {
4357         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4358         if (!bmap || !dim)
4359                 goto error;
4360
4361         isl_space_free(bmap->dim);
4362         bmap->dim = dim;
4363
4364         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4365
4366         return bmap;
4367 error:
4368         isl_basic_map_free(bmap);
4369         isl_space_free(dim);
4370         return NULL;
4371 }
4372
4373 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4374         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4375 {
4376         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4377                                                         dim);
4378 }
4379
4380 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4381         __isl_take isl_space *dim)
4382 {
4383         int i;
4384
4385         map = isl_map_cow(map);
4386         if (!map || !dim)
4387                 goto error;
4388
4389         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4390                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4391                                                     isl_space_copy(dim));
4392                 if (!map->p[i])
4393                         goto error;
4394         }
4395         isl_space_free(map->dim);
4396         map->dim = dim;
4397
4398         return map;
4399 error:
4400         isl_map_free(map);
4401         isl_space_free(dim);
4402         return NULL;
4403 }
4404
4405 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4406         __isl_take isl_space *dim)
4407 {
4408         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4409 }
4410
4411 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4412  */
4413 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4414 {
4415         isl_space *space;
4416         unsigned n;
4417
4418         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4419                 return bset;
4420
4421         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4422         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4423         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4424         space = isl_space_params(space);
4425         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4426         return bset;
4427 }
4428
4429 /* Compute the parameter domain of the given set.
4430  */
4431 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4432 {
4433         isl_space *space;
4434         unsigned n;
4435
4436         if (isl_set_is_params(set))
4437                 return set;
4438
4439         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4440         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4441         space = isl_set_get_space(set);
4442         space = isl_space_params(space);
4443         set = isl_set_reset_space(set, space);
4444         return set;
4445 }
4446
4447 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4448  */
4449 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4450 {
4451         isl_space *space;
4452         space = isl_set_get_space(set);
4453         space = isl_space_set_from_params(space);
4454         set = isl_set_reset_space(set, space);
4455         return set;
4456 }
4457
4458 /* Compute the parameter domain of the given map.
4459  */
4460 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4461 {
4462         isl_space *space;
4463         unsigned n;
4464
4465         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4466         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4467         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4468         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4469         space = isl_map_get_space(map);
4470         space = isl_space_params(space);
4471         map = isl_map_reset_space(map, space);
4472         return map;
4473 }
4474
4475 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4476 {
4477         isl_space *dim;
4478         struct isl_basic_set *domain;
4479         unsigned n_in;
4480         unsigned n_out;
4481
4482         if (!bmap)
4483                 return NULL;
4484         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4485
4486         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4487         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4488         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4489         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4490
4491         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4492
4493         return domain;
4494 }
4495
4496 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4497 {
4498         if (!bmap)
4499                 return -1;
4500         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4501 }
4502
4503 /* Is this basic map actually a set?
4504  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4505  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4506  */
4507 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4508 {
4509         if (!bmap)
4510                 return -1;
4511         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4512 }
4513
4514 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4515 {
4516         if (!bmap)
4517                 return NULL;
4518         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4519                 return bmap;
4520         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4521 }
4522
4523 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4524         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4525 {
4526         int i, k;
4527         isl_space *dim;
4528         isl_basic_map *domain;
4529         int nparam, n_in, n_out;
4530         unsigned total;
4531
4532         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4533         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4534         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4535
4536         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4537         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4538
4539         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4540         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4541         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4542
4543         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4544
4545         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4546                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4547                 if (k < 0)
4548                         goto error;
4549                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4550                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4551                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4552         }
4553
4554         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4555         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4556 error:
4557         isl_basic_map_free(bmap);
4558         return NULL;
4559 }
4560
4561 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4562         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4563 {
4564         int i, k;
4565         isl_space *dim;
4566         isl_basic_map *range;
4567         int nparam, n_in, n_out;
4568         unsigned total;
4569
4570         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4571         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4572         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4573
4574         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4575         range = isl_basic_map_universe(dim);
4576
4577         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4578         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4579         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4580
4581         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4582
4583         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4584                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4585                 if (k < 0)
4586                         goto error;
4587                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4588                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4589                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4590         }
4591
4592         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4593         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4594 error:
4595         isl_basic_map_free(bmap);
4596         return NULL;
4597 }
4598
4599 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4600 {
4601         if (!map)
4602                 return -1;
4603         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4604 }
4605
4606 /* Is this map actually a set?
4607  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4608  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4609  */
4610 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4611 {
4612         if (!map)
4613                 return -1;
4614         return isl_space_is_set(map->dim);
4615 }
4616
4617 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4618 {
4619         int i;
4620         struct isl_set *set;
4621
4622         if (!map)
4623                 goto error;
4624         if (isl_map_is_set(map))
4625                 return (isl_set *)map;
4626
4627         map = isl_map_cow(map);
4628         if (!map)
4629                 goto error;
4630
4631         set = (struct isl_set *) map;
4632         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4633         if (!set->dim)
4634                 goto error;
4635         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4636                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4637                 if (!set->p[i])
4638                         goto error;
4639         }
4640         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4641         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4642         return set;
4643 error:
4644         isl_map_free(map);
4645         return NULL;
4646 }
4647
4648 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4649 {
4650         int i;
4651         isl_space *domain_dim;
4652
4653         map = isl_map_cow(map);
4654         if (!map)
4655                 return NULL;
4656
4657         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4658         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4659         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4660         if (!map->dim)
4661                 goto error;
4662         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4663                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4664                 if (!map->p[i])
4665                         goto error;
4666         }
4667         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4668         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4669         return map;
4670 error:
4671         isl_map_free(map);
4672         return NULL;
4673 }
4674
4675 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4676 {
4677         int i;
4678         isl_space *range_dim;
4679
4680         map = isl_map_cow(map);
4681         if (!map)
4682                 return NULL;
4683
4684         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4685         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4686         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4687         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4688         if (!map->dim)
4689                 goto error;
4690         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4691                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4692                 if (!map->p[i])
4693                         goto error;
4694         }
4695         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4696         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4697         return map;
4698 error:
4699         isl_map_free(map);
4700         return NULL;
4701 }
4702
4703 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4704         __isl_take isl_space *dim)
4705 {
4706         int i;
4707         struct isl_map *map = NULL;
4708
4709         set = isl_set_cow(set);
4710         if (!set || !dim)
4711                 goto error;
4712         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4713         map = (struct isl_map *)set;
4714         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4715                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4716                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4717                 if (!map->p[i])
4718                         goto error;
4719         }
4720         isl_space_free(map->dim);
4721         map->dim = dim;
4722         return map;
4723 error:
4724         isl_space_free(dim);
4725         isl_set_free(set);
4726         return NULL;
4727 }
4728
4729 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4730         __isl_take isl_basic_set *bset)
4731 {
4732         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4733 }
4734
4735 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4736         __isl_take isl_basic_set *bset)
4737 {
4738         isl_space *space;
4739         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4740         space = isl_space_from_range(space);
4741         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4742         return (isl_basic_map *)bset;
4743 }
4744
4745 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4746 {
4747         isl_space *space;
4748         space = isl_set_get_space(set);
4749         space = isl_space_from_range(space);
4750         set = isl_set_reset_space(set, space);
4751         return (struct isl_map *)set;
4752 }
4753
4754 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4755 {
4756         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4757 }
4758
4759 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4760         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4761 {
4762         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4763 }
4764
4765 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4766         __isl_take isl_set *range)
4767 {
4768         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4769 }
4770
4771 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4772 {
4773         int i;
4774         struct isl_set *set = NULL;
4775
4776         if (!map)
4777                 return NULL;
4778         map = isl_map_cow(map);
4779         if (!map)
4780                 return NULL;
4781         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4782         if (!map->dim)
4783                 goto error;
4784         set = (struct isl_set *)map;
4785         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4786                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4787                 if (!set->p[i])
4788                         goto error;
4789         }
4790         return set;
4791 error:
4792         isl_map_free(map);
4793         return NULL;
4794 }
4795
4796 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4797         unsigned flags)
4798 {
4799         struct isl_map *map;
4800
4801         if (!dim)
4802                 return NULL;
4803         if (n < 0)
4804                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4805                         "negative number of basic maps", goto error);
4806         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4807                         sizeof(struct isl_map) +
4808                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4809         if (!map)
4810                 goto error;
4811
4812         map->ctx = dim->ctx;
4813         isl_ctx_ref(map->ctx);
4814         map->ref = 1;
4815         map->size = n;
4816         map->n = 0;
4817         map->dim = dim;
4818         map->flags = flags;
4819         return map;
4820 error:
4821         isl_space_free(dim);
4822         return NULL;
4823 }
4824
4825 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4826                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4827                 unsigned flags)
4828 {
4829         struct isl_map *map;
4830         isl_space *dims;
4831
4832         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4833         if (!dims)
4834                 return NULL;
4835
4836         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4837         return map;
4838 }
4839
4840 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4841 {
4842         struct isl_basic_map *bmap;
4843         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4844         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4845         return bmap;
4846 }
4847
4848 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4849 {
4850         struct isl_basic_set *bset;
4851         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4852         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4853         return bset;
4854 }
4855
4856 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4857 {
4858         struct isl_basic_map *bmap;
4859         if (!model)
4860                 return NULL;
4861         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4862         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4863         return bmap;
4864 }
4865
4866 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4867 {
4868         struct isl_basic_map *bmap;
4869         if (!model)
4870                 return NULL;
4871         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4872         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4873         return bmap;
4874 }
4875
4876 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4877 {
4878         struct isl_basic_set *bset;
4879         if (!model)
4880                 return NULL;
4881         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4882         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4883         return bset;
4884 }
4885
4886 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4887 {
4888         struct isl_basic_map *bmap;
4889         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4890         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4891         return bmap;
4892 }
4893
4894 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4895 {
4896         struct isl_basic_set *bset;
4897         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4898         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4899         return bset;
4900 }
4901
4902 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4903 {
4904         int i;
4905         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4906         isl_basic_map *bmap;
4907
4908         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4909         for (i = 0; i < total; ++i) {
4910                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4911                 if (k < 0)
4912                         goto error;
4913                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4914                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4915         }
4916         return bmap;
4917 error:
4918         isl_basic_map_free(bmap);
4919         return NULL;
4920 }
4921
4922 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4923 {
4924         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4925 }
4926
4927 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4928 {
4929         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4930 }
4931
4932 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4933 {
4934         return isl_map_nat_universe(dim);
4935 }
4936
4937 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4938                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4939 {
4940         if (!model)
4941                 return NULL;
4942         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4943 }
4944
4945 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4946 {
4947         if (!model)
4948                 return NULL;
4949         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4950 }
4951
4952 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4953         __isl_keep isl_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_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4961 {
4962         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4963 }
4964
4965 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4966 {
4967         if (!model)
4968                 return NULL;
4969         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4970 }
4971
4972 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4973 {
4974         if (!model)
4975                 return NULL;
4976         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4977 }
4978
4979 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4980 {
4981         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4982 }
4983
4984 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4985 {
4986         if (!model)
4987                 return NULL;
4988         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4989 }
4990
4991 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4992 {
4993         struct isl_map *map;
4994         if (!dim)
4995                 return NULL;
4996         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4997         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4998         return map;
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5002 {
5003         struct isl_set *set;
5004         if (!dim)
5005                 return NULL;
5006         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5007         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5008         return set;
5009 }
5010
5011 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5012 {
5013         if (!model)
5014                 return NULL;
5015         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5016 }
5017
5018 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5019 {
5020         int i;
5021         struct isl_map *dup;
5022
5023         if (!map)
5024                 return NULL;
5025         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5026         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5027                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5028         return dup;
5029 }
5030
5031 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5032                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5033 {
5034         if (!bmap || !map)
5035                 goto error;
5036         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5037                 isl_basic_map_free(bmap);
5038                 return map;
5039         }
5040         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5041         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5042         map->p[map->n] = bmap;
5043         map->n++;
5044         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5045         return map;
5046 error:
5047         if (map)
5048                 isl_map_free(map);
5049         if (bmap)
5050                 isl_basic_map_free(bmap);
5051         return NULL;
5052 }
5053
5054 void isl_map_free(struct isl_map *map)
5055 {
5056         int i;
5057
5058         if (!map)
5059                 return;
5060
5061         if (--map->ref > 0)
5062                 return;
5063
5064         isl_ctx_deref(map->ctx);
5065         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5066                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5067         isl_space_free(map->dim);
5068         free(map);
5069 }
5070
5071 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5072                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5073 {
5074         int i;
5075
5076         base = isl_map_cow(base);
5077         if (!base)
5078                 return NULL;
5079
5080         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5081         if (!base->dim)
5082                 goto error;
5083         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5084                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5085                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5086                 if (!base->p[i])
5087                         goto error;
5088         }
5089         return base;
5090 error:
5091         isl_map_free(base);
5092         return NULL;
5093 }
5094
5095 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5096                 unsigned nparam, unsigned dim)
5097 {
5098         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5099                                                         nparam, 0, dim);
5100 }
5101
5102 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5103         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5104 {
5105         int j;
5106
5107         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5108         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5109         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5110         if (j < 0)
5111                 goto error;
5112         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5113         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5114         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5115         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5116         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5117 error:
5118         isl_basic_map_free(bmap);
5119         return NULL;
5120 }
5121
5122 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5123         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5124 {
5125         int j;
5126
5127         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5128         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5129         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5130         if (j < 0)
5131                 goto error;
5132         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5133         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5134         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5135         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5136         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5137 error:
5138         isl_basic_map_free(bmap);
5139         return NULL;
5140 }
5141
5142 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5143                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5144 {
5145         if (!bmap)
5146                 return NULL;
5147         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5148         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5149                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5150 error:
5151         isl_basic_map_free(bmap);
5152         return NULL;
5153 }
5154
5155 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5156                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5157 {
5158         if (!bmap)
5159                 return NULL;
5160         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5161         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5162                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5163 error:
5164         isl_basic_map_free(bmap);
5165         return NULL;
5166 }
5167
5168 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5169                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5170 {
5171         return (struct isl_basic_set *)
5172                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5173                                         type, pos, value);
5174 }
5175
5176 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5177                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5178 {
5179         return (struct isl_basic_set *)
5180                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5181                                         type, pos, value);
5182 }
5183
5184 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5185                 unsigned input, int value)
5186 {
5187         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5188 }
5189
5190 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5191                 unsigned dim, int value)
5192 {
5193         return (struct isl_basic_set *)
5194                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5195                                         isl_dim_set, dim, value);
5196 }
5197
5198 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5199 {
5200         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5201
5202         if (empty < 0)
5203                 return -1;
5204         if (!empty)
5205                 return 0;
5206
5207         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5208         if (i != map->n - 1) {
5209                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5210                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5211         }
5212         map->n--;
5213
5214         return 0;
5215 }
5216
5217 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5218                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5219 {
5220         int i;
5221
5222         map = isl_map_cow(map);
5223         if (!map)
5224                 return NULL;
5225
5226         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5227         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5228                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5229                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5230                         goto error;
5231         }
5232         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5233         return map;
5234 error:
5235         isl_map_free(map);
5236         return NULL;
5237 }
5238
5239 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5240                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5241 {
5242         return (struct isl_set *)
5243                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5244 }
5245
5246 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5247                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5248 {
5249         int i;
5250
5251         map = isl_map_cow(map);
5252         if (!map)
5253                 return NULL;
5254
5255         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5256         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5257                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5258                 if (!map->p[i])
5259                         goto error;
5260         }
5261         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5262         return map;
5263 error:
5264         isl_map_free(map);
5265         return NULL;
5266 }
5267
5268 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5269                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5270 {
5271         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5272 }
5273
5274 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5275                 unsigned input, int value)
5276 {
5277         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5278 }
5279
5280 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5281 {
5282         return (struct isl_set *)
5283                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5284 }
5285
5286 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5287         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5288         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5289 {
5290         int j;
5291
5292         if (!bmap)
5293                 return NULL;
5294         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5295         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5296         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5297         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5298         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5299         if (j < 0)
5300                 goto error;
5301         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5302         if (upper) {
5303                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5304                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5305         } else {
5306                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5307                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5308         }
5309         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5310         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5311 error:
5312         isl_basic_map_free(bmap);
5313         return NULL;
5314 }
5315
5316 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5317         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5318         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5319 {
5320         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5321 }
5322
5323 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5324         unsigned dim, isl_int value)
5325 {
5326         int j;
5327
5328         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5329         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5330         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5331         if (j < 0)
5332                 goto error;
5333         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5334         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5335         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5336         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5337         return isl_basic_set_finalize(bset);
5338 error:
5339         isl_basic_set_free(bset);
5340         return NULL;
5341 }
5342
5343 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5344         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5345 {
5346         int i;
5347
5348         map = isl_map_cow(map);
5349         if (!map)
5350                 return NULL;
5351
5352         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5353         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5354                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5355                                                  type, pos, value, upper);
5356                 if (!map->p[i])
5357                         goto error;
5358         }
5359         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5360         return map;
5361 error:
5362         isl_map_free(map);
5363         return NULL;
5364 }
5365
5366 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5367         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5368 {
5369         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5370 }
5371
5372 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5373         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5374 {
5375         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5376 }
5377
5378 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5379                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5380 {
5381         return (struct isl_set *)
5382                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5383 }
5384
5385 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5386         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5387 {
5388         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5389 }
5390
5391 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5392  * is set) to "value".
5393  */
5394 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5395         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5396         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5397 {
5398         int j;
5399
5400         if (!bmap)
5401                 return NULL;
5402         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5403                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5404                         "index out of bounds", goto error);
5405         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5406         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5407         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5408         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5409         if (j < 0)
5410                 goto error;
5411         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5412         if (upper) {
5413                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5414                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5415         } else {
5416                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5417                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5418         }
5419         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5420         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5421 error:
5422         isl_basic_map_free(bmap);
5423         return NULL;
5424 }
5425
5426 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5427  * is set) to "value".
5428  */
5429 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5430         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5431 {
5432         int i;
5433
5434         map = isl_map_cow(map);
5435         if (!map)
5436                 return NULL;
5437
5438         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5439                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5440                         "index out of bounds", goto error);
5441         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5442                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5443                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5444                         goto error;
5445         }
5446         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5447         return map;
5448 error:
5449         isl_map_free(map);
5450         return NULL;
5451 }
5452
5453 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5454         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5455 {
5456         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5457 }
5458
5459 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5460         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5461 {
5462         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5463 }
5464
5465 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5466         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5467 {
5468         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5469 }
5470
5471 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5472         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5473 {
5474         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5475 }
5476
5477 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5478                                         isl_int value)
5479 {
5480         int i;
5481
5482         set = isl_set_cow(set);
5483         if (!set)
5484                 return NULL;
5485
5486         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5487         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5488                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5489                 if (!set->p[i])
5490                         goto error;
5491         }
5492         return set;
5493 error:
5494         isl_set_free(set);
5495         return NULL;
5496 }
5497
5498 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5499 {
5500         int i;
5501
5502         map = isl_map_cow(map);
5503         if (!map)
5504                 return NULL;
5505
5506         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5507         if (!map->dim)
5508                 goto error;
5509         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5510                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5511                 if (!map->p[i])
5512                         goto error;
5513         }
5514         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5515         return map;
5516 error:
5517         isl_map_free(map);
5518         return NULL;
5519 }
5520
5521 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5522                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5523                 struct isl_set **empty, int max)
5524 {
5525         if (!bmap)
5526                 goto error;
5527         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5528                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5529         else
5530                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5531 error:
5532         isl_basic_map_free(bmap);
5533         isl_basic_set_free(dom);
5534         if (empty)
5535                 *empty = NULL;
5536         return NULL;
5537 }
5538
5539 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5540                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5541                 struct isl_set **empty)
5542 {
5543         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5544 }
5545
5546 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5547                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5548                 struct isl_set **empty)
5549 {
5550         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5551 }
5552
5553 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5554                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5555                 struct isl_set **empty)
5556 {
5557         return (struct isl_set *)
5558                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5559                         dom, empty);
5560 }
5561
5562 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5563                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5564                 struct isl_set **empty)
5565 {
5566         return (struct isl_set *)
5567                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5568                         dom, empty);
5569 }
5570
5571 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5572         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5573         __isl_give isl_set **empty)
5574 {
5575         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5576 }
5577
5578 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5579         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5580         __isl_give isl_set **empty)
5581 {
5582         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5583 }
5584
5585 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5586         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5587         __isl_give isl_set **empty)
5588 {
5589         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5590 }
5591
5592 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5593         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5594         __isl_give isl_set **empty)
5595 {
5596         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5597 }
5598
5599 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5600         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5601 {
5602         isl_basic_set *dom = NULL;
5603         isl_space *dom_space;
5604
5605         if (!bmap)
5606                 goto error;
5607         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5608         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5609         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5610 error:
5611         isl_basic_map_free(bmap);
5612         return NULL;
5613 }
5614
5615 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5616         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5617 {
5618         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5619 }
5620
5621 #undef TYPE
5622 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5623 #undef SUFFIX
5624 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5625 #undef EMPTY
5626 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5627 #undef ADD
5628 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5629 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5630
5631 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5632  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5633  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5634  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5635  *
5636  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5637  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5638  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5639  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5640  * update both "res" and "todo".
5641  */
5642 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5643         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5644         __isl_give isl_set **empty, int max)
5645 {
5646         int i;
5647         isl_pw_multi_aff *res;
5648         isl_set *todo;
5649
5650         if (!map || !dom)
5651                 goto error;
5652
5653         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5654                 if (empty)
5655                         *empty = dom;
5656                 else
5657                         isl_set_free(dom);
5658                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5659         }
5660
5661         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5662                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5663                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5664
5665         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5666                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5667                 isl_set *todo_i;
5668
5669                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5670                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5671                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5672
5673                 if (max)
5674                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5675                 else
5676                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5677
5678                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5679         }
5680
5681         isl_set_free(dom);
5682         isl_map_free(map);
5683
5684         if (empty)
5685                 *empty = todo;
5686         else
5687                 isl_set_free(todo);
5688
5689         return res;
5690 error:
5691         if (empty)
5692                 *empty = NULL;
5693         isl_set_free(dom);
5694         isl_map_free(map);
5695         return NULL;
5696 }
5697
5698 #undef TYPE
5699 #define TYPE    isl_map
5700 #undef SUFFIX
5701 #define SUFFIX
5702 #undef EMPTY
5703 #define EMPTY   isl_map_empty
5704 #undef ADD
5705 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5706 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5707
5708 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5709  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5710  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5711  *
5712  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5713  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5714  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5715  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5716  * update both "res" and "todo".
5717  *
5718  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5719  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5720  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5721  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5722  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5723  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5724  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5725  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5726  * for the ith basic map, i.e.,
5727  *
5728  *      todo^i = todo^k * todo_i
5729  *
5730  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5731  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5732  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5733  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5734  * the lexicographic order.)
5735  * In practice, we compute
5736  *
5737  *      res^k * (res_i . "<=")
5738  *
5739  * and
5740  *
5741  *      res_i * (res^k . "<")
5742  *
5743  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5744  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5745  * that one, i.e.,
5746  *
5747  *      res^k * todo_i
5748  * and
5749  *      res_i * todo^k
5750  *
5751  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5752  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5753  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5754  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5755  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5756  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5757  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5758  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5759  * the previous basic maps.
5760  */
5761 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5762                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5763                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5764 {
5765         int i;
5766         struct isl_map *res;
5767         struct isl_set *todo;
5768
5769         if (!map || !dom)
5770                 goto error;
5771
5772         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5773                 if (empty)
5774                         *empty = dom;
5775                 else
5776                         isl_set_free(dom);
5777                 return map;
5778         }
5779
5780         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5781                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5782
5783         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5784                 isl_map *lt, *le;
5785                 isl_map *res_i;
5786                 isl_set *todo_i;
5787                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5788
5789                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5790                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5791
5792                 if (max) {
5793                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5794                         le = isl_map_lex_le(dim);
5795                 } else {
5796                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5797                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5798                 }
5799                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5800                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5801                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5802                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5803
5804                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5805                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5806                                                         isl_set_copy(todo_i));
5807                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5808                                                         isl_set_copy(todo));
5809                 }
5810
5811                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5812                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5813                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5814
5815                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5816         }
5817
5818         isl_set_free(dom);
5819         isl_map_free(map);
5820
5821         if (empty)
5822                 *empty = todo;
5823         else
5824                 isl_set_free(todo);
5825
5826         return res;
5827 error:
5828         if (empty)
5829                 *empty = NULL;
5830         isl_set_free(dom);
5831         isl_map_free(map);
5832         return NULL;
5833 }
5834
5835 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5836                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5837                 __isl_give isl_set **empty)
5838 {
5839         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5840 }
5841
5842 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5843                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5844                 __isl_give isl_set **empty)
5845 {
5846         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5847 }
5848
5849 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5850                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5851                 __isl_give isl_set **empty)
5852 {
5853         return (struct isl_set *)
5854                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5855                         dom, empty);
5856 }
5857
5858 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5859                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5860                 __isl_give isl_set **empty)
5861 {
5862         return (struct isl_set *)
5863                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5864                         dom, empty);
5865 }
5866
5867 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5868 {
5869         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5870         isl_space *dom_dim;
5871
5872         if (!bmap)
5873                 goto error;
5874         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5875         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5876         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5877 error:
5878         isl_basic_map_free(bmap);
5879         return NULL;
5880 }
5881
5882 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5883 {
5884         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5885 }
5886
5887 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5888 {
5889         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5890 }
5891
5892 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5893 {
5894         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5895 }
5896
5897 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5898 {
5899         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5900 }
5901
5902 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5903 {
5904         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5905 }
5906
5907 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5908 {
5909         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5910 }
5911
5912 /* Extract the first and only affine expression from list
5913  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5914  * This domain is known to be disjoint from other domains
5915  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5916  */
5917 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5918         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5919 {
5920         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5921         isl_aff *aff;
5922         isl_pw_aff **pwaff = user;
5923         isl_pw_aff *pwaff_i;
5924
5925         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5926                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5927                         "expecting single element list", goto error);
5928
5929         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5930         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5931
5932         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5933
5934         isl_aff_list_free(list);
5935
5936         return 0;
5937 error:
5938         isl_basic_set_free(dom);
5939         isl_aff_list_free(list);
5940         return -1;
5941 }
5942
5943 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5944  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5945  *
5946  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5947  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5948  */
5949 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5950         int max)
5951 {
5952         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5953         isl_pw_aff *pwaff;
5954         int r;
5955
5956         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5957         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5958         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5959
5960         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5961         if (r < 0)
5962                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5963
5964         return pwaff;
5965 }
5966
5967 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5968  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5969  * but independently of the other output dimensions.
5970  *
5971  * We first project out the other output dimension and then compute
5972  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5973  * using isl_pw_aff_union_max.
5974  */
5975 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5976         int max)
5977 {
5978         int i;
5979         isl_pw_aff *pwaff;
5980         unsigned n_out;
5981
5982         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
5983         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
5984         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
5985         if (!map)
5986                 return NULL;
5987
5988         if (map->n == 0) {
5989                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
5990                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
5991                 isl_map_free(map);
5992                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5993         }
5994
5995         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
5996         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5997                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5998
5999                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6000                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6001         }
6002
6003         isl_map_free(map);
6004
6005         return pwaff;
6006 }
6007
6008 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6009  * parameters and input dimensions, but independently of
6010  * the other output dimensions.
6011  */
6012 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6013 {
6014         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6015 }
6016
6017 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6018  * as a function of the parameters,
6019  * but independently of the other set dimensions.
6020  */
6021 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6022         int max)
6023 {
6024         return map_dim_opt(set, pos, max);
6025 }
6026
6027 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6028  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6029  */
6030 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6031 {
6032         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6033 }
6034
6035 /* Compute the minimum 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_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6039 {
6040         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6041 }
6042
6043 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6044  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6045  */
6046 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6047         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6048 {
6049         unsigned nparam;
6050
6051         if (!bset || !mat)
6052                 goto error;
6053
6054         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6055         if (!bset->dim)
6056                 goto error;
6057
6058         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6059
6060         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6061
6062         bset->dim->nparam = 0;
6063         bset->dim->n_out = nparam;
6064         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6065         if (bset) {
6066                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6067                 bset->dim->n_out = 0;
6068         }
6069         return bset;
6070 error:
6071         isl_mat_free(mat);
6072         isl_basic_set_free(bset);
6073         return NULL;
6074 }
6075
6076 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6077  * set is assumed to have only parameters and divs.
6078  */
6079 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6080         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6081 {
6082         isl_space *dim = NULL;
6083         unsigned nparam;
6084
6085         if (!set || !mat)
6086                 goto error;
6087
6088         dim = isl_space_copy(set->dim);
6089         dim = isl_space_cow(dim);
6090         if (!dim)
6091                 goto error;
6092
6093         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6094
6095         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6096
6097         dim->nparam = 0;
6098         dim->n_out = nparam;
6099         isl_set_reset_space(set, dim);
6100         set = isl_set_preimage(set, mat);
6101         if (!set)
6102                 goto error2;
6103         dim = isl_space_copy(set->dim);
6104         dim = isl_space_cow(dim);
6105         if (!dim)
6106                 goto error2;
6107         dim->nparam = dim->n_out;
6108         dim->n_out = 0;
6109         isl_set_reset_space(set, dim);
6110         return set;
6111 error:
6112         isl_space_free(dim);
6113         isl_mat_free(mat);
6114 error2:
6115         isl_set_free(set);
6116         return NULL;
6117 }
6118
6119 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6120  * equalities in "eq".
6121  */
6122 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6123         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6124 {
6125         int i, k;
6126         unsigned len;
6127
6128         if (!bset || !eq)
6129                 goto error;
6130
6131         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6132                                         eq->n_row, 0);
6133         if (!bset)
6134                 goto error;
6135
6136         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6137         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6138                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6139                 if (k < 0)
6140                         goto error;
6141                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6142                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6143         }
6144         isl_mat_free(eq);
6145
6146         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6147         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6148
6149         return bset;
6150 error:
6151         isl_mat_free(eq);
6152         isl_basic_set_free(bset);
6153         return NULL;
6154 }
6155
6156 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6157  * equalities in "eq".
6158  */
6159 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6160         struct isl_mat *eq)
6161 {
6162         int i;
6163
6164         if (!set || !eq)
6165                 goto error;
6166
6167         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6168                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6169                                         isl_mat_copy(eq));
6170                 if (!set->p[i])
6171                         goto error;
6172         }
6173         isl_mat_free(eq);
6174         return set;
6175 error:
6176         isl_mat_free(eq);
6177         isl_set_free(set);
6178         return NULL;
6179 }
6180
6181 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6182  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6183  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6184  * The output has the same parameters, but only
6185  * explicit existentially quantified variables.
6186  *
6187  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6188  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6189  * among the parameters by performing a variable compression on
6190  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6191  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6192  */
6193 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6194 {
6195         int i, j;
6196         struct isl_mat *eq;
6197         struct isl_mat *T, *T2;
6198         struct isl_set *set;
6199         unsigned nparam, n_div;
6200
6201         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6202         if (!bset)
6203                 return NULL;
6204
6205         if (bset->n_eq == 0)
6206                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6207
6208         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6209
6210         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6211         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6212
6213         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6214                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6215                         ++i;
6216         }
6217         if (i == bset->n_eq)
6218                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6219
6220         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6221                 0, 1 + nparam);
6222         eq = isl_mat_cow(eq);
6223         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6224         if (T && T->n_col == 0) {
6225                 isl_mat_free(T);
6226                 isl_mat_free(T2);
6227                 isl_mat_free(eq);
6228                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6229                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6230         }
6231         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6232
6233         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6234         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6235         set = set_append_equalities(set, eq);
6236         return set;
6237 }
6238
6239 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6240  * quantified variables.
6241  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6242  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6243  * no input or output dimensions and the dimension specification
6244  * is reset to that of the input.
6245  */
6246 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6247 {
6248         struct isl_basic_set *bset;
6249         struct isl_set *set;
6250         struct isl_map *map;
6251         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6252         unsigned         nparam;
6253         unsigned         n_in;
6254         unsigned         n_out;
6255
6256         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6257         if (!bmap)
6258                 return NULL;
6259
6260         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6261         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6262         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6263         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6264         if (!dim)
6265                 goto error;
6266
6267         orig_dim = bmap->dim;
6268         bmap->dim = dim;
6269         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6270
6271         set = parameter_compute_divs(bset);
6272         map = (struct isl_map *)set;
6273         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6274
6275         return map;
6276 error:
6277         isl_basic_map_free(bmap);
6278         return NULL;
6279 }
6280
6281 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6282 {
6283         int i;
6284         unsigned off;
6285
6286         if (!bmap)
6287                 return -1;
6288
6289         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6290         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6291                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6292                         return 0;
6293                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6294                                 return -1);
6295         }
6296         return 1;
6297 }
6298
6299 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6300 {
6301         int i;
6302
6303         if (!map)
6304                 return -1;
6305
6306         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6307                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6308                 if (known <= 0)
6309                         return known;
6310         }
6311
6312         return 1;
6313 }
6314
6315 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6316  * expressions for them.  However, this computation may be
6317  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6318  * strictly needed.
6319  */
6320 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6321 {
6322         int known;
6323         struct isl_map *map;
6324
6325         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6326         if (known < 0)
6327                 goto error;
6328         if (known)
6329                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6330
6331         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
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         map = compute_divs(bmap);
6340         return map;
6341 error:
6342         isl_basic_map_free(bmap);
6343         return NULL;
6344 }
6345
6346 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6347 {
6348         int i;
6349         int known;
6350         struct isl_map *res;
6351
6352         if (!map)
6353                 return NULL;
6354         if (map->n == 0)
6355                 return map;
6356
6357         known = map_divs_known(map);
6358         if (known < 0) {
6359                 isl_map_free(map);
6360                 return NULL;
6361         }
6362         if (known)
6363                 return map;
6364
6365         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6366         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6367                 struct isl_map *r2;
6368                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6369                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6370                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6371                 else
6372                         res = isl_map_union(res, r2);
6373         }
6374         isl_map_free(map);
6375
6376         return res;
6377 }
6378
6379 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6380 {
6381         return (struct isl_set *)
6382                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6383 }
6384
6385 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6386 {
6387         return (struct isl_set *)
6388                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6389 }
6390
6391 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6392 {
6393         int i;
6394         struct isl_set *set;
6395
6396         if (!map)
6397                 goto error;
6398
6399         map = isl_map_cow(map);
6400         if (!map)
6401                 return NULL;
6402
6403         set = (struct isl_set *)map;
6404         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6405         if (!set->dim)
6406                 goto error;
6407         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6408                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6409                 if (!set->p[i])
6410                         goto error;
6411         }
6412         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6413         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6414         return set;
6415 error:
6416         isl_map_free(map);
6417         return NULL;
6418 }
6419
6420 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6421         __isl_take isl_map *map2)
6422 {
6423         int i;
6424         unsigned flags = 0;
6425         struct isl_map *map = NULL;
6426
6427         if (!map1 || !map2)
6428                 goto error;
6429
6430         if (map1->n == 0) {
6431                 isl_map_free(map1);
6432                 return map2;
6433         }
6434         if (map2->n == 0) {
6435                 isl_map_free(map2);
6436                 return map1;
6437         }
6438
6439         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6440
6441         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6442             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6443                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6444
6445         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6446                                 map1->n + map2->n, flags);
6447         if (!map)
6448                 goto error;
6449         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6450                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6451                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6452                 if (!map)
6453                         goto error;
6454         }
6455         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6456                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6457                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6458                 if (!map)
6459                         goto error;
6460         }
6461         isl_map_free(map1);
6462         isl_map_free(map2);
6463         return map;
6464 error:
6465         isl_map_free(map);
6466         isl_map_free(map1);
6467         isl_map_free(map2);
6468         return NULL;
6469 }
6470
6471 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6472         __isl_take isl_map *map2)
6473 {
6474         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6475 }
6476
6477 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6478 {
6479         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6480         if (!map1)
6481                 return NULL;
6482         if (map1->n > 1)
6483                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6484         return map1;
6485 }
6486
6487 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6488                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6489 {
6490         return (struct isl_set *)
6491                 isl_map_union_disjoint(
6492                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6493 }
6494
6495 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6496 {
6497         return (struct isl_set *)
6498                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6499 }
6500
6501 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6502         __isl_take isl_set *set)
6503 {
6504         unsigned flags = 0;
6505         struct isl_map *result;
6506         int i, j;
6507
6508         if (!map || !set)
6509                 goto error;
6510
6511         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6512                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6513                         "parameters don't match", goto error);
6514
6515         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6516             !isl_map_compatible_range(map, set))
6517                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6518                         "incompatible spaces", goto error);
6519
6520         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6521                 isl_set_free(set);
6522                 return map;
6523         }
6524
6525         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6526             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6527                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6528
6529         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6530                                         map->n * set->n, flags);
6531         if (!result)
6532                 goto error;
6533         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6534                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6535                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6536                             isl_basic_map_intersect_range(
6537                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6538                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6539                         if (!result)
6540                                 goto error;
6541                 }
6542         isl_map_free(map);
6543         isl_set_free(set);
6544         return result;
6545 error:
6546         isl_map_free(map);
6547         isl_set_free(set);
6548         return NULL;
6549 }
6550
6551 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6552         __isl_take isl_set *set)
6553 {
6554         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6555 }
6556
6557 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6558                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6559 {
6560         return isl_map_reverse(
6561                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6562 }
6563
6564 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6565         __isl_take isl_map *map2)
6566 {
6567         if (!map1 || !map2)
6568                 goto error;
6569         map1 = isl_map_reverse(map1);
6570         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6571         return isl_map_reverse(map1);
6572 error:
6573         isl_map_free(map1);
6574         isl_map_free(map2);
6575         return NULL;
6576 }
6577
6578 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6579         __isl_take isl_map *map2)
6580 {
6581         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6582 }
6583
6584 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6585         __isl_take isl_map *map2)
6586 {
6587         isl_space *dim_result;
6588         struct isl_map *result;
6589         int i, j;
6590
6591         if (!map1 || !map2)
6592                 goto error;
6593
6594         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6595                                   isl_space_copy(map2->dim));
6596
6597         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6598         if (!result)
6599                 goto error;
6600         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6601                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6602                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6603                             isl_basic_map_apply_range(
6604                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6605                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6606                         if (!result)
6607                                 goto error;
6608                 }
6609         isl_map_free(map1);
6610         isl_map_free(map2);
6611         if (result && result->n <= 1)
6612                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6613         return result;
6614 error:
6615         isl_map_free(map1);
6616         isl_map_free(map2);
6617         return NULL;
6618 }
6619
6620 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6621         __isl_take isl_map *map2)
6622 {
6623         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6624 }
6625
6626 /*
6627  * returns range - domain
6628  */
6629 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6630 {
6631         isl_space *dims, *target_dim;
6632         struct isl_basic_set *bset;
6633         unsigned dim;
6634         unsigned nparam;
6635         int i;
6636
6637         if (!bmap)
6638                 goto error;
6639         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6640                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6641                    goto error);
6642         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6643         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6644         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6645         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6646         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6647         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6648         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6649         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6650         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6651         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6652                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6653                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6654                 if (j < 0)
6655                         goto error;
6656                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6657                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6658                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6659                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6660         }
6661         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6662         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6663         return bset;
6664 error:
6665         isl_basic_map_free(bmap);
6666         return NULL;
6667 }
6668
6669 /*
6670  * returns range - domain
6671  */
6672 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6673 {
6674         int i;
6675         isl_space *dim;
6676         struct isl_set *result;
6677
6678         if (!map)
6679                 return NULL;
6680
6681         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6682                                                  map->dim, isl_dim_out),
6683                    goto error);
6684         dim = isl_map_get_space(map);
6685         dim = isl_space_domain(dim);
6686         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6687         if (!result)
6688                 goto error;
6689         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6690                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6691                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6692         isl_map_free(map);
6693         return result;
6694 error:
6695         isl_map_free(map);
6696         return NULL;
6697 }
6698
6699 /*
6700  * returns [domain -> range] -> range - domain
6701  */
6702 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6703         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6704 {
6705         int i, k;
6706         isl_space *dim;
6707         isl_basic_map *domain;
6708         int nparam, n;
6709         unsigned total;
6710
6711         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6712                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6713                         "domain and range don't match", goto error);
6714
6715         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6716         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6717
6718         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6719         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6720
6721         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6722         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6723         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6724
6725         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6726
6727         for (i = 0; i < n; ++i) {
6728                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6729                 if (k < 0)
6730                         goto error;
6731                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6732                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6733                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6734                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6735         }
6736
6737         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6738         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6739 error:
6740         isl_basic_map_free(bmap);
6741         return NULL;
6742 }
6743
6744 /*
6745  * returns [domain -> range] -> range - domain
6746  */
6747 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6748 {
6749         int i;
6750         isl_space *domain_dim;
6751
6752         if (!map)
6753                 return NULL;
6754
6755         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6756                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6757                         "domain and range don't match", goto error);
6758
6759         map = isl_map_cow(map);
6760         if (!map)
6761                 return NULL;
6762
6763         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6764         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6765         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6766         if (!map->dim)
6767                 goto error;
6768         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6769                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6770                 if (!map->p[i])
6771                         goto error;
6772         }
6773         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6774         return map;
6775 error:
6776         isl_map_free(map);
6777         return NULL;
6778 }
6779
6780 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6781 {
6782         struct isl_basic_map *bmap;
6783         unsigned nparam;
6784         unsigned dim;
6785         int i;
6786
6787         if (!dims)
6788                 return NULL;
6789
6790         nparam = dims->nparam;
6791         dim = dims->n_out;
6792         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6793         if (!bmap)
6794                 goto error;
6795
6796         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6797                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6798                 if (j < 0)
6799                         goto error;
6800                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6801                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6802                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6803         }
6804         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6805 error:
6806         isl_basic_map_free(bmap);
6807         return NULL;
6808 }
6809
6810 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6811 {
6812         if (!dim)
6813                 return NULL;
6814         if (dim->n_in != dim->n_out)
6815                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6816                         "number of input and output dimensions needs to be "
6817                         "the same", goto error);
6818         return basic_map_identity(dim);
6819 error:
6820         isl_space_free(dim);
6821         return NULL;
6822 }
6823
6824 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6825 {
6826         if (!model || !model->dim)
6827                 return NULL;
6828         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6829 }
6830
6831 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6832 {
6833         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6834 }
6835
6836 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6837 {
6838         if (!model || !model->dim)
6839                 return NULL;
6840         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6841 }
6842
6843 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6844 {
6845         if (!model || !model->dim)
6846                 return NULL;
6847         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6848 }
6849
6850 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6851 {
6852         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6853         isl_map *id;
6854         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6855         return isl_map_intersect_range(id, set);
6856 }
6857
6858 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6859  * values.
6860  */
6861 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6862         __isl_take isl_space *space)
6863 {
6864         int i;
6865         unsigned nparam;
6866         unsigned dim;
6867         struct isl_basic_set *bset;
6868
6869         if (!space)
6870                 return NULL;
6871         nparam = space->nparam;
6872         dim = space->n_out;
6873         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6874         if (!bset)
6875                 return NULL;
6876         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6877                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6878                 if (k < 0)
6879                         goto error;
6880                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6881                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6882         }
6883         return bset;
6884 error:
6885         isl_basic_set_free(bset);
6886         return NULL;
6887 }
6888
6889 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6890  */
6891 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6892         int pos)
6893 {
6894         int k;
6895         isl_basic_set *nonneg;
6896
6897         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6898         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6899         if (k < 0)
6900                 goto error;
6901         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6902         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6903
6904         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6905 error:
6906         isl_basic_set_free(nonneg);
6907         return NULL;
6908 }
6909
6910 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6911  */
6912 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6913 {
6914         int k;
6915         isl_basic_set *neg;
6916
6917         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6918         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6919         if (k < 0)
6920                 goto error;
6921         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6922         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6923         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6924
6925         return isl_basic_set_finalize(neg);
6926 error:
6927         isl_basic_set_free(neg);
6928         return NULL;
6929 }
6930
6931 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6932         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6933 {
6934         int i;
6935         isl_basic_set *nonneg;
6936         isl_basic_set *neg;
6937
6938         if (!set)
6939                 return NULL;
6940         if (n == 0)
6941                 return set;
6942
6943         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6944
6945         for (i = 0; i < n; ++i) {
6946                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6947                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6948                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6949                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6950
6951                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6952         }
6953
6954         return set;
6955 error:
6956         isl_set_free(set);
6957         return NULL;
6958 }
6959
6960 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6961         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6962         void *user)
6963 {
6964         isl_set *half;
6965
6966         if (!set)
6967                 return -1;
6968         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6969                 isl_set_free(set);
6970                 return 0;
6971         }
6972         if (first == len)
6973                 return fn(set, signs, user);
6974
6975         signs[first] = 1;
6976         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6977                                                         1 + first));
6978         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6979         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6980                 goto error;
6981
6982         signs[first] = -1;
6983         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6984                                                         1 + first));
6985         half = isl_set_intersect(half, set);
6986         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6987 error:
6988         isl_set_free(set);
6989         return -1;
6990 }
6991
6992 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6993  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6994  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6995  * to the sign of the corresponding variable.
6996  */
6997 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6998         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6999         void *user)
7000 {
7001         unsigned nparam;
7002         unsigned nvar;
7003         int *signs;
7004         int r;
7005
7006         if (!set)
7007                 return -1;
7008         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7009                 return 0;
7010
7011         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7012         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7013
7014         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7015
7016         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7017                             fn, user);
7018
7019         free(signs);
7020
7021         return r;
7022 }
7023
7024 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7025 {
7026         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7027 }
7028
7029 int isl_basic_map_is_subset(
7030                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7031 {
7032         int is_subset;
7033         struct isl_map *map1;
7034         struct isl_map *map2;
7035
7036         if (!bmap1 || !bmap2)
7037                 return -1;
7038
7039         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7040         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7041
7042         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7043
7044         isl_map_free(map1);
7045         isl_map_free(map2);
7046
7047         return is_subset;
7048 }
7049
7050 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7051         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7052 {
7053         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7054 }
7055
7056 int isl_basic_map_is_equal(
7057                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7058 {
7059         int is_subset;
7060
7061         if (!bmap1 || !bmap2)
7062                 return -1;
7063         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7064         if (is_subset != 1)
7065                 return is_subset;
7066         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7067         return is_subset;
7068 }
7069
7070 int isl_basic_set_is_equal(
7071                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7072 {
7073         return isl_basic_map_is_equal(
7074                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7075 }
7076
7077 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7078 {
7079         int i;
7080         int is_empty;
7081
7082         if (!map)
7083                 return -1;
7084         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7085                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7086                 if (is_empty < 0)
7087                         return -1;
7088                 if (!is_empty)
7089                         return 0;
7090         }
7091         return 1;
7092 }
7093
7094 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7095 {
7096         return map ? map->n == 0 : -1;
7097 }
7098
7099 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7100 {
7101         return isl_map_plain_is_empty(map);
7102 }
7103
7104 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7105 {
7106         return set ? set->n == 0 : -1;
7107 }
7108
7109 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7110 {
7111         return isl_set_plain_is_empty(set);
7112 }
7113
7114 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7115 {
7116         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7117 }
7118
7119 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7120 {
7121         if (!map1 || !map2)
7122                 return -1;
7123
7124         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7125 }
7126
7127 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7128 {
7129         if (!set1 || !set2)
7130                 return -1;
7131
7132         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7133 }
7134
7135 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7136 {
7137         int is_subset;
7138
7139         if (!map1 || !map2)
7140                 return -1;
7141         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7142         if (is_subset != 1)
7143                 return is_subset;
7144         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7145         return is_subset;
7146 }
7147
7148 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7149 {
7150         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7151 }
7152
7153 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7154                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7155 {
7156         int is_subset;
7157
7158         if (!bmap1 || !bmap2)
7159                 return -1;
7160         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7161         if (is_subset != 1)
7162                 return is_subset;
7163         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7164         if (is_subset == -1)
7165                 return is_subset;
7166         return !is_subset;
7167 }
7168
7169 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7170 {
7171         int is_subset;
7172
7173         if (!map1 || !map2)
7174                 return -1;
7175         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7176         if (is_subset != 1)
7177                 return is_subset;
7178         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7179         if (is_subset == -1)
7180                 return is_subset;
7181         return !is_subset;
7182 }
7183
7184 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7185 {
7186         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7187 }
7188
7189 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7190 {
7191         if (!bmap)
7192                 return -1;
7193         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7194 }
7195
7196 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7197 {
7198         if (!bset)
7199                 return -1;
7200         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7201 }
7202
7203 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7204 {
7205         int i;
7206
7207         if (!map)
7208                 return -1;
7209
7210         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7211                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7212                 if (r < 0 || r)
7213                         return r;
7214         }
7215
7216         return 0;
7217 }
7218
7219 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7220 {
7221         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7222 }
7223
7224 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7225 {
7226         return isl_set_plain_is_universe(set);
7227 }
7228
7229 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7230 {
7231         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7232         struct isl_vec *sample = NULL;
7233         int empty;
7234         unsigned total;
7235
7236         if (!bmap)
7237                 return -1;
7238
7239         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7240                 return 1;
7241
7242         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7243                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7244                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7245                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7246                 isl_basic_map_free(copy);
7247                 return empty;
7248         }
7249
7250         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7251         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7252                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7253                 if (contains < 0)
7254                         return -1;
7255                 if (contains)
7256                         return 0;
7257         }
7258         isl_vec_free(bmap->sample);
7259         bmap->sample = NULL;
7260         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7261         if (!bset)
7262                 return -1;
7263         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7264         if (!sample)
7265                 return -1;
7266         empty = sample->size == 0;
7267         isl_vec_free(bmap->sample);
7268         bmap->sample = sample;
7269         if (empty)
7270                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7271
7272         return empty;
7273 }
7274
7275 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7276 {
7277         if (!bmap)
7278                 return -1;
7279         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7280 }
7281
7282 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7283 {
7284         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7285 }
7286
7287 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7288 {
7289         if (!bset)
7290                 return -1;
7291         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7292 }
7293
7294 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7295 {
7296         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7297 }
7298
7299 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7300 {
7301         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7302 }
7303
7304 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7305         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7306 {
7307         struct isl_map *map;
7308         if (!bmap1 || !bmap2)
7309                 goto error;
7310
7311         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7312
7313         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7314         if (!map)
7315                 goto error;
7316         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7317         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7318         return map;
7319 error:
7320         isl_basic_map_free(bmap1);
7321         isl_basic_map_free(bmap2);
7322         return NULL;
7323 }
7324
7325 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7326                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7327 {
7328         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7329                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7330                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7331 }
7332
7333 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7334 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7335 {
7336         int i;
7337         unsigned off;
7338
7339         if (!bmap)
7340                 return NULL;
7341
7342         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7343
7344         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7345                 int pos;
7346                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7347                         continue;
7348                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7349                                                             bmap->n_div-i);
7350                 if (pos == -1)
7351                         continue;
7352                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7353                 --i;
7354         }
7355         return bmap;
7356 }
7357
7358 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7359 {
7360         return (struct isl_basic_set *)
7361                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7362 }
7363
7364 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7365 {
7366         int i;
7367
7368         if (!map)
7369                 return 0;
7370
7371         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7372                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7373                 if (!map->p[i])
7374                         goto error;
7375         }
7376
7377         return map;
7378 error:
7379         isl_map_free(map);
7380         return NULL;
7381 }
7382
7383 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7384  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7385  * list of divs is given by "div".
7386  */
7387 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7388         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7389 {
7390         int i, j;
7391         int n_div;
7392
7393         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7394         if (!bset || !div)
7395                 goto error;
7396
7397         if (div->n_row < bset->n_div)
7398                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7399                         "not an expansion", goto error);
7400
7401         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7402                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7403                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7404
7405         n_div = bset->n_div;
7406         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7407                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7408                         goto error;
7409
7410         j = n_div - 1;
7411         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7412                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7413                         if (i != j)
7414                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7415                         j--;
7416                 } else {
7417                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7418                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7419                                 goto error;
7420                 }
7421         }
7422
7423         isl_mat_free(div);
7424         return bset;
7425 error:
7426         isl_basic_set_free(bset);
7427         isl_mat_free(div);
7428         return NULL;
7429 }
7430
7431 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7432  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7433  * 
7434  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7435  * of the corresponding div in dst otherwise.
7436  */
7437 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7438                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7439 {
7440         int i;
7441
7442         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7443
7444         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7445         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7446                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7447                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7448                                                 dst->n_div - div) == -1)
7449                         return i;
7450         return -1;
7451 }
7452
7453 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7454                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7455 {
7456         int i;
7457         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7458
7459         if (!dst || !src)
7460                 goto error;
7461
7462         if (src->n_div == 0)
7463                 return dst;
7464
7465         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7466                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7467
7468         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7469         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7470         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7471                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7472         if (!dst)
7473                 return NULL;
7474         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7475                 int j = find_div(dst, src, i);
7476                 if (j < 0) {
7477                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7478                         if (j < 0)
7479                                 goto error;
7480                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7481                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7482                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7483                                 goto error;
7484                 }
7485                 if (j != i)
7486                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7487         }
7488         return dst;
7489 error:
7490         isl_basic_map_free(dst);
7491         return NULL;
7492 }
7493
7494 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7495                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7496 {
7497         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7498                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7499 }
7500
7501 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7502 {
7503         int i;
7504
7505         if (!map)
7506                 return NULL;
7507         if (map->n == 0)
7508                 return map;
7509         map = isl_map_compute_divs(map);
7510         map = isl_map_cow(map);
7511         if (!map)
7512                 return NULL;
7513
7514         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7515                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7516         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7517                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7518
7519         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7520         return map;
7521 }
7522
7523 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7524 {
7525         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7526 }
7527
7528 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7529         __isl_take isl_map *map)
7530 {
7531         if (!set || !map)
7532                 goto error;
7533         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7534         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7535         set = isl_map_range(map);
7536         return set;
7537 error:
7538         isl_set_free(set);
7539         isl_map_free(map);
7540         return NULL;
7541 }
7542
7543 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7544         __isl_take isl_map *map)
7545 {
7546         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7547 }
7548
7549 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7550  * the meaning of the set.
7551  */
7552 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7553 {
7554         int i;
7555
7556         if (!map)
7557                 return NULL;
7558
7559         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7560                 remove_if_empty(map, i);
7561
7562         return map;
7563 }
7564
7565 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7566 {
7567         return (struct isl_set *)
7568                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7569 }
7570
7571 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7572 {
7573         struct isl_basic_map *bmap;
7574         if (!map || map->n == 0)
7575                 return NULL;
7576         bmap = map->p[map->n-1];
7577         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7578         return isl_basic_map_copy(bmap);
7579 }
7580
7581 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7582 {
7583         return (struct isl_basic_set *)
7584                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7585 }
7586
7587 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7588                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7589 {
7590         int i;
7591
7592         if (!map || !bmap)
7593                 goto error;
7594         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7595                 if (map->p[i] != bmap)
7596                         continue;
7597                 map = isl_map_cow(map);
7598                 if (!map)
7599                         goto error;
7600                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7601                 if (i != map->n-1) {
7602                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7603                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7604                 }
7605                 map->n--;
7606                 return map;
7607         }
7608         return map;
7609 error:
7610         isl_map_free(map);
7611         return NULL;
7612 }
7613
7614 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7615                                                 struct isl_basic_set *bset)
7616 {
7617         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7618                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7619 }
7620
7621 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7622  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7623  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7624  */
7625 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7626         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7627         int pos, isl_int *opt)
7628 {
7629         isl_space *dims;
7630         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7631         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7632         struct isl_ctx *ctx;
7633         struct isl_vec *obj;
7634         unsigned total;
7635         unsigned nparam;
7636         unsigned dim1, dim2;
7637         enum isl_lp_result res;
7638
7639         if (!bset1 || !bset2)
7640                 return isl_lp_error;
7641
7642         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7643         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7644         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7645         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7646         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7647         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7648         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7649         if (!bmap1 || !bmap2)
7650                 goto error;
7651         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7652         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7653                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7654                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7655         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7656         if (!bmap1)
7657                 goto error;
7658         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7659         ctx = bmap1->ctx;
7660         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7661         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7662         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7663         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7664         if (!obj)
7665                 goto error;
7666         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7667                                         opt, NULL, NULL);
7668         isl_basic_map_free(bmap1);
7669         isl_vec_free(obj);
7670         return res;
7671 error:
7672         isl_basic_map_free(bmap1);
7673         isl_basic_map_free(bmap2);
7674         return isl_lp_error;
7675 }
7676
7677 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7678  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7679  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7680  * smaller or larger than those in bset2.
7681  *
7682  * Returns
7683  *       1 if bset1 follows bset2
7684  *      -1 if bset1 precedes bset2
7685  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7686  *      -2 if some error occurred.
7687  */
7688 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7689         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7690 {
7691         isl_int opt;
7692         enum isl_lp_result res;
7693         int cmp;
7694
7695         isl_int_init(opt);
7696
7697         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7698
7699         if (res == isl_lp_empty)
7700                 cmp = 0;
7701         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7702                   res == isl_lp_unbounded)
7703                 cmp = 1;
7704         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7705                 cmp = -1;
7706         else
7707                 cmp = -2;
7708
7709         isl_int_clear(opt);
7710         return cmp;
7711 }
7712
7713 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7714  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7715  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7716  * than a value of the same dimension in bset2.
7717  *
7718  * Return
7719  *       1 if there exists such a pair
7720  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7721  *      -1 otherwise
7722  *      -2 if some error occurred.
7723  */
7724 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7725         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7726 {
7727         isl_int opt;
7728         enum isl_lp_result res;
7729         int cmp;
7730
7731         isl_int_init(opt);
7732
7733         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7734
7735         if (res == isl_lp_empty)
7736                 cmp = -1;
7737         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7738                   res == isl_lp_unbounded)
7739                 cmp = 1;
7740         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7741                 cmp = -1;
7742         else if (res == isl_lp_ok)
7743                 cmp = 0;
7744         else
7745                 cmp = -2;
7746
7747         isl_int_clear(opt);
7748         return cmp;
7749 }
7750
7751 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7752  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7753  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7754  * than a value of the same dimension in set2.
7755  *
7756  * Return
7757  *       1 if there exists such a pair
7758  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7759  *      -1 otherwise
7760  *      -2 if some error occurred.
7761  */
7762 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7763         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7764 {
7765         int i, j;
7766         int follows = -1;
7767
7768         if (!set1 || !set2)
7769                 return -2;
7770
7771         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7772                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7773                         int f;
7774                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7775                         if (f == 1 || f == -2)
7776                                 return f;
7777                         if (f > follows)
7778                                 follows = f;
7779                 }
7780
7781         return follows;
7782 }
7783
7784 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7785         unsigned pos, isl_int *val)
7786 {
7787         int i;
7788         int d;
7789         unsigned total;
7790
7791         if (!bmap)
7792                 return -1;
7793         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7794         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7795                 for (; d+1 > pos; --d)
7796                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7797                                 break;
7798                 if (d != pos)
7799                         continue;
7800                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7801                         return 0;
7802                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7803                         return 0;
7804                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7805                         return 0;
7806                 if (val)
7807                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7808                 return 1;
7809         }
7810         return 0;
7811 }
7812
7813 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7814         unsigned pos, isl_int *val)
7815 {
7816         int i;
7817         isl_int v;
7818         isl_int tmp;
7819         int fixed;
7820
7821         if (!map)
7822                 return -1;
7823         if (map->n == 0)
7824                 return 0;
7825         if (map->n == 1)
7826                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7827         isl_int_init(v);
7828         isl_int_init(tmp);
7829         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7830         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7831                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7832                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7833                         fixed = 0;
7834         }
7835         if (val)
7836                 isl_int_set(*val, v);
7837         isl_int_clear(tmp);
7838         isl_int_clear(v);
7839         return fixed;
7840 }
7841
7842 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7843         unsigned pos, isl_int *val)
7844 {
7845         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7846                                                 pos, val);
7847 }
7848
7849 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7850         isl_int *val)
7851 {
7852         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7853 }
7854
7855 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7856         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7857 {
7858         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7859                 return -1;
7860         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7861                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7862 }
7863
7864 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7865         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7866 {
7867         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7868                 return -1;
7869         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7870                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7871 }
7872
7873 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7874         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7875 {
7876         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7877 }
7878
7879 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7880         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7881 {
7882         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7883 }
7884
7885 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7886  * then return this fixed value in *val.
7887  */
7888 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7889         unsigned dim, isl_int *val)
7890 {
7891         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7892                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7893 }
7894
7895 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7896  * then return this fixed value in *val.
7897  */
7898 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7899         unsigned dim, isl_int *val)
7900 {
7901         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7902 }
7903
7904 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7905         unsigned dim, isl_int *val)
7906 {
7907         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7908 }
7909
7910 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7911  * then return this fixed value in *val.
7912  */
7913 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7914         unsigned in, isl_int *val)
7915 {
7916         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7917 }
7918
7919 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7920  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7921  */
7922 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7923         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7924 {
7925         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7926         isl_int *c;
7927         unsigned total;
7928         unsigned nparam;
7929
7930         if (!bset)
7931                 return -1;
7932         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7933         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7934         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7935                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7936                         continue;
7937                 if (i_eq != -1)
7938                         return 0;
7939                 i_eq = i;
7940         }
7941         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7942                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7943                         continue;
7944                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7945                         return 0;
7946                 i_ineq = i;
7947         }
7948         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7949                 return 0;
7950         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7951         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7952         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7953                 return 0;
7954         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7955                 return 0;
7956         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7957                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7958                 return 0;
7959         if (val)
7960                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7961         return 1;
7962 }
7963
7964 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7965         unsigned dim, isl_int *val)
7966 {
7967         int i;
7968         isl_int v;
7969         isl_int tmp;
7970         int fixed;
7971
7972         if (!set)
7973                 return -1;
7974         if (set->n == 0)
7975                 return 0;
7976         if (set->n == 1)
7977                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7978                                                                 dim, val);
7979         isl_int_init(v);
7980         isl_int_init(tmp);
7981         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7982                                                                 dim, &v);
7983         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7984                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7985                                                                 dim, &tmp);
7986                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7987                         fixed = 0;
7988         }
7989         if (val)
7990                 isl_int_set(*val, v);
7991         isl_int_clear(tmp);
7992         isl_int_clear(v);
7993         return fixed;
7994 }
7995
7996 struct constraint {
7997         unsigned        size;
7998         isl_int         *c;
7999 };
8000
8001 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8002  * variables sorting first.
8003  */
8004 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8005 {
8006         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8007         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8008         int l1, l2;
8009         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8010
8011         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8012         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8013
8014         if (l1 != l2)
8015                 return l1 - l2;
8016
8017         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8018 }
8019
8020 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8021         struct isl_basic_map *bmap)
8022 {
8023         int i;
8024         struct constraint *c;
8025         unsigned total;
8026
8027         if (!bmap)
8028                 return NULL;
8029         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8030         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8031         if (!c)
8032                 goto error;
8033         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8034                 c[i].size = total;
8035                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8036         }
8037         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8038         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8039                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8040         free(c);
8041         return bmap;
8042 error:
8043         isl_basic_map_free(bmap);
8044         return NULL;
8045 }
8046
8047 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8048         __isl_take isl_basic_set *bset)
8049 {
8050         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8051                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8052 }
8053
8054 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8055 {
8056         if (!bmap)
8057                 return NULL;
8058         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8059                 return bmap;
8060         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8061         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8062         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8063         return bmap;
8064 }
8065
8066 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8067 {
8068         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8069                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8070 }
8071
8072 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8073         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8074 {
8075         int i, cmp;
8076         unsigned total;
8077
8078         if (bmap1 == bmap2)
8079                 return 0;
8080         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8081             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8082                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8083         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8084                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8085         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8086                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8087         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8088                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8089         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8090             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8091                 return 0;
8092         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8093                 return 1;
8094         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8095                 return -1;
8096         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8097                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8098         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8099                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8100         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8101                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8102         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8103         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8104                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8105                 if (cmp)
8106                         return cmp;
8107         }
8108         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8109                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8110                 if (cmp)
8111                         return cmp;
8112         }
8113         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8114                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8115                 if (cmp)
8116                         return cmp;
8117         }
8118         return 0;
8119 }
8120
8121 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8122         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8123 {
8124         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8125 }
8126
8127 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
8128         const __isl_keep isl_set *set2)
8129 {
8130         int i, cmp;
8131
8132         if (set1 == set2)
8133                 return 0;
8134         if (set1->n != set2->n)
8135                 return set1->n - set2->n;
8136
8137         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8138                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8139                 if (cmp)
8140                         return cmp;
8141         }
8142
8143         return 0;
8144 }
8145
8146 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8147         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8148 {
8149         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8150 }
8151
8152 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8153         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8154 {
8155         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8156                                             (isl_basic_map *)bset2);
8157 }
8158
8159 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8160 {
8161         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8162         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8163
8164         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8165 }
8166
8167 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8168  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8169  * meaning of any possible other copies of map.
8170  */
8171 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8172 {
8173         int i, j;
8174         struct isl_basic_map *bmap;
8175
8176         if (!map)
8177                 return NULL;
8178         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8179                 return map;
8180         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8181                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8182                 if (!bmap)
8183                         goto error;
8184                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8185                 map->p[i] = bmap;
8186         }
8187         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8188         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8189         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8190         if (!map)
8191                 return NULL;
8192         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8193                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8194                         continue;
8195                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8196                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8197                         map->p[j-1] = map->p[j];
8198                 map->n--;
8199         }
8200         return map;
8201 error:
8202         isl_map_free(map);
8203         return NULL;
8204
8205 }
8206
8207 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8208 {
8209         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8210 }
8211
8212 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8213 {
8214         int i;
8215         int equal;
8216
8217         if (!map1 || !map2)
8218                 return -1;
8219
8220         if (map1 == map2)
8221                 return 1;
8222         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8223                 return 0;
8224
8225         map1 = isl_map_copy(map1);
8226         map2 = isl_map_copy(map2);
8227         map1 = isl_map_normalize(map1);
8228         map2 = isl_map_normalize(map2);
8229         if (!map1 || !map2)
8230                 goto error;
8231         equal = map1->n == map2->n;
8232         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8233                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8234                 if (equal < 0)
8235                         goto error;
8236         }
8237         isl_map_free(map1);
8238         isl_map_free(map2);
8239         return equal;
8240 error:
8241         isl_map_free(map1);
8242         isl_map_free(map2);
8243         return -1;
8244 }
8245
8246 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8247 {
8248         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8249 }
8250
8251 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8252 {
8253         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8254                                                 (struct isl_map *)set2);
8255 }
8256
8257 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8258 {
8259         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8260 }
8261
8262 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8263  */
8264 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8265         isl_int min, isl_int max)
8266 {
8267         int k;
8268         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8269
8270         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8271         if (!bset)
8272                 goto error;
8273
8274         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8275         if (k < 0)
8276                 goto error;
8277         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8278         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8279
8280         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8281         if (k < 0)
8282                 goto error;
8283         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8284         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8285
8286         return bset;
8287 error:
8288         isl_basic_set_free(bset);
8289         return NULL;
8290 }
8291
8292 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8293  */
8294 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8295         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8296 {
8297         int i;
8298         unsigned dim;
8299         unsigned nparam;
8300         unsigned extra;
8301         unsigned n_eq;
8302         unsigned n_ineq;
8303         struct isl_basic_set *product = NULL;
8304
8305         if (!list)
8306                 goto error;
8307         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8308         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8309         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8310         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8311         extra = list->p[0]->n_div;
8312         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8313         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8314         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8315                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8316                 isl_assert(list->ctx,
8317                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8318                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8319                 extra += list->p[i]->n_div;
8320                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8321                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8322         }
8323         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8324                                         n_eq, n_ineq);
8325         if (!product)
8326                 goto error;
8327         dim = 0;
8328         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8329                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8330                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8331                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8332         }
8333         isl_basic_set_list_free(list);
8334         return product;
8335 error:
8336         isl_basic_set_free(product);
8337         isl_basic_set_list_free(list);
8338         return NULL;
8339 }
8340
8341 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8342                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8343 {
8344         isl_space *dim_result = NULL;
8345         struct isl_basic_map *bmap;
8346         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8347         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8348
8349         if (!bmap1 || !bmap2)
8350                 goto error;
8351
8352         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8353                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8354         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8355                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8356
8357         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8358         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8359         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8360         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8361         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8362
8363         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8364         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8365         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8366         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8367         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8368         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8369         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8370         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8371         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8372         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8373         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8374
8375         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8376                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8377                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8378                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8379         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8380         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8381         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8382         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8383 error:
8384         isl_basic_map_free(bmap1);
8385         isl_basic_map_free(bmap2);
8386         return NULL;
8387 }
8388
8389 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8390         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8391 {
8392         isl_basic_map *prod;
8393
8394         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8395         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8396         return prod;
8397 }
8398
8399 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8400         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8401 {
8402         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8403 }
8404
8405 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8406         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8407 {
8408         isl_space *space_result = NULL;
8409         isl_basic_map *bmap;
8410         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8411         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8412
8413         if (!bmap1 || !bmap2)
8414                 goto error;
8415
8416         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8417                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8418
8419         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8420         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8421         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8422         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8423
8424         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8425         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8426         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8427         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8428         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8429         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8430         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8431         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8432         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8433         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8434         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8435
8436         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8437                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8438                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8439                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8440         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8441         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8442         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8443         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8444 error:
8445         isl_basic_map_free(bmap1);
8446         isl_basic_map_free(bmap2);
8447         return NULL;
8448 }
8449
8450 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8451         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8452 {
8453         isl_space *dim_result = NULL;
8454         isl_basic_map *bmap;
8455         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8456         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8457
8458         if (!bmap1 || !bmap2)
8459                 goto error;
8460
8461         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8462                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8463                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8464                         "parameters don't match", goto error);
8465
8466         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8467                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8468
8469         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8470         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8471         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8472         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8473
8474         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8475         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8476         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8477         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8478         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8479         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8480         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8481         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8482         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8483         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8484         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8485
8486         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8487                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8488                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8489                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8490         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8491         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8492         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8493         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8494 error:
8495         isl_basic_map_free(bmap1);
8496         isl_basic_map_free(bmap2);
8497         return NULL;
8498 }
8499
8500 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8501         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8502 {
8503         isl_basic_map *prod;
8504
8505         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8506         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8507         return prod;
8508 }
8509
8510 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8511         __isl_take isl_map *map2,
8512         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8513                                            __isl_take isl_space *right),
8514         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8515                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8516 {
8517         unsigned flags = 0;
8518         struct isl_map *result;
8519         int i, j;
8520
8521         if (!map1 || !map2)
8522                 goto error;
8523
8524         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8525                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8526
8527         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8528             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8529                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8530
8531         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8532                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8533                                 map1->n * map2->n, flags);
8534         if (!result)
8535                 goto error;
8536         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8537                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8538                         struct isl_basic_map *part;
8539                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8540                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8541                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8542                                 isl_basic_map_free(part);
8543                         else
8544                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8545                         if (!result)
8546                                 goto error;
8547                 }
8548         isl_map_free(map1);
8549         isl_map_free(map2);
8550         return result;
8551 error:
8552         isl_map_free(map1);
8553         isl_map_free(map2);
8554         return NULL;
8555 }
8556
8557 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8558  */
8559 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8560         __isl_take isl_map *map2)
8561 {
8562         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8563 }
8564
8565 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8566         __isl_take isl_map *map2)
8567 {
8568         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8569 }
8570
8571 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8572  */
8573 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8574         __isl_take isl_map *map2)
8575 {
8576         isl_map *prod;
8577
8578         prod = isl_map_product(map1, map2);
8579         prod = isl_map_flatten(prod);
8580         return prod;
8581 }
8582
8583 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8584  */
8585 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8586 {
8587         return isl_map_range_product(set1, set2);
8588 }
8589
8590 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8591         __isl_take isl_set *set2)
8592 {
8593         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8594 }
8595
8596 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8597  */
8598 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8599         __isl_take isl_map *map2)
8600 {
8601         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8602                                 &isl_basic_map_domain_product);
8603 }
8604
8605 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8606  */
8607 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8608         __isl_take isl_map *map2)
8609 {
8610         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8611                                 &isl_basic_map_range_product);
8612 }
8613
8614 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8615         __isl_take isl_map *map2)
8616 {
8617         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8618                                                 &map_domain_product_aligned);
8619 }
8620
8621 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8622         __isl_take isl_map *map2)
8623 {
8624         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8625                                                 &map_range_product_aligned);
8626 }
8627
8628 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8629  */
8630 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8631         __isl_take isl_map *map2)
8632 {
8633         isl_map *prod;
8634
8635         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8636         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8637         return prod;
8638 }
8639
8640 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8641  */
8642 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8643         __isl_take isl_map *map2)
8644 {
8645         isl_map *prod;
8646
8647         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8648         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8649         return prod;
8650 }
8651
8652 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8653 {
8654         int i;
8655         uint32_t hash = isl_hash_init();
8656         unsigned total;
8657
8658         if (!bmap)
8659                 return 0;
8660         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8661         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8662         if (!bmap)
8663                 return 0;
8664         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8665         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8666         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8667                 uint32_t c_hash;
8668                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8669                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8670         }
8671         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8672         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8673                 uint32_t c_hash;
8674                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8675                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8676         }
8677         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8678         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8679                 uint32_t c_hash;
8680                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8681                         continue;
8682                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8683                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8684                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8685         }
8686         isl_basic_map_free(bmap);
8687         return hash;
8688 }
8689
8690 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8691 {
8692         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8693 }
8694
8695 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8696 {
8697         int i;
8698         uint32_t hash;
8699
8700         if (!map)
8701                 return 0;
8702         map = isl_map_copy(map);
8703         map = isl_map_normalize(map);
8704         if (!map)
8705                 return 0;
8706
8707         hash = isl_hash_init();
8708         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8709                 uint32_t bmap_hash;
8710                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8711                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8712         }
8713                 
8714         isl_map_free(map);
8715
8716         return hash;
8717 }
8718
8719 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8720 {
8721         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8722 }
8723
8724 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8725  * by the values of the other parameters and variables.
8726  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8727  */
8728 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8729 {
8730         int i;
8731         unsigned nparam;
8732
8733         if (!bset)
8734                 return -1;
8735         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8736         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8737                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8738                         return 1;
8739         return 0;
8740 }
8741
8742 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8743  * by the values of the other parameters and variables.
8744  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8745  * for each of the subsets.
8746  */
8747 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8748 {
8749         int i;
8750
8751         if (!set)
8752                 return -1;
8753         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8754                 int unique;
8755                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8756                 if (unique != 1)
8757                         return unique;
8758         }
8759         return 1;
8760 }
8761
8762 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8763 {
8764         return set ? set->n : 0;
8765 }
8766
8767 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8768         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8769 {
8770         int i;
8771
8772         if (!map)
8773                 return -1;
8774
8775         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8776                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8777                         return -1;
8778
8779         return 0;
8780 }
8781
8782 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8783         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8784 {
8785         int i;
8786
8787         if (!set)
8788                 return -1;
8789
8790         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8791                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8792                         return -1;
8793
8794         return 0;
8795 }
8796
8797 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8798 {
8799         isl_space *dim;
8800
8801         if (!bset)
8802                 return NULL;
8803
8804         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8805         if (!bset)
8806                 return NULL;
8807
8808         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8809         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8810         if (!dim)
8811                 goto error;
8812         isl_space_free(bset->dim);
8813         bset->dim = dim;
8814         bset->extra -= bset->n_div;
8815         bset->n_div = 0;
8816
8817         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8818
8819         return bset;
8820 error:
8821         isl_basic_set_free(bset);
8822         return NULL;
8823 }
8824
8825 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8826 {
8827         int i;
8828         isl_space *dim;
8829         unsigned n_div;
8830
8831         set = isl_set_align_divs(set);
8832
8833         if (!set)
8834                 return NULL;
8835
8836         set = isl_set_cow(set);
8837         if (!set)
8838                 return NULL;
8839
8840         n_div = set->p[0]->n_div;
8841         dim = isl_set_get_space(set);
8842         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8843         if (!dim)
8844                 goto error;
8845         isl_space_free(set->dim);
8846         set->dim = dim;
8847
8848         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8849                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8850                 if (!set->p[i])
8851                         goto error;
8852         }
8853
8854         return set;
8855 error:
8856         isl_set_free(set);
8857         return NULL;
8858 }
8859
8860 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8861 {
8862         isl_space *dim;
8863         struct isl_basic_map *bmap;
8864         unsigned n_set;
8865         unsigned n_div;
8866         unsigned n_param;
8867         unsigned total;
8868         int i, k, l;
8869
8870         set = isl_set_align_divs(set);
8871
8872         if (!set)
8873                 return NULL;
8874
8875         dim = isl_set_get_space(set);
8876         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8877                 isl_set_free(set);
8878                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8879         }
8880
8881         n_div = set->p[0]->n_div;
8882         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8883         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8884         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8885         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8886         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8887         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8888                 bmap = var_equal(bmap, i);
8889
8890         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8891         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8892                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8893                 if (k < 0)
8894                         goto error;
8895                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8896                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8897                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8898                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8899                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8900                             set->p[0]->div[i][0]);
8901
8902                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8903                 if (l < 0)
8904                         goto error;
8905                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8906                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8907                             set->p[0]->div[i][0]);
8908                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8909         }
8910
8911         isl_set_free(set);
8912         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8913         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8914         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8915 error:
8916         isl_set_free(set);
8917         isl_basic_map_free(bmap);
8918         return NULL;
8919 }
8920
8921 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8922 {
8923         unsigned dim;
8924         int size = 0;
8925
8926         if (!bset)
8927                 return -1;
8928
8929         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8930         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8931         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8932         size += bset->n_div * (2 + dim);
8933
8934         return size;
8935 }
8936
8937 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8938 {
8939         int i;
8940         int size = 0;
8941
8942         if (!set)
8943                 return -1;
8944
8945         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8946                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8947
8948         return size;
8949 }
8950
8951 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8952  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8953  */
8954 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8955         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8956 {
8957         int i;
8958
8959         if (!bmap)
8960                 return -1;
8961
8962         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8963
8964         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8965
8966         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8967                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8968                         continue;
8969                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8970                         return 1;
8971         }
8972
8973         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8974                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8975                         return 1;
8976
8977         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8978                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8979                 if (sgn > 0)
8980                         lower = 1;
8981                 if (sgn < 0)
8982                         upper = 1;
8983         }
8984
8985         return lower && upper;
8986 }
8987
8988 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8989         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8990 {
8991         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8992 }
8993
8994 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8995         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8996 {
8997         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
8998 }
8999
9000 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9001         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9002 {
9003         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9004 }
9005
9006 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9007         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9008 {
9009         int i;
9010
9011         if (!map)
9012                 return -1;
9013
9014         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9015                 int bounded;
9016                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9017                 if (bounded < 0 || !bounded)
9018                         return bounded;
9019         }
9020
9021         return 1;
9022 }
9023
9024 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9025  * and a lower bound.
9026  */
9027 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9028         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9029 {
9030         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9031 }
9032
9033 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9034         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9035         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9036                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9037 {
9038         int i;
9039
9040         if (!map)
9041                 return -1;
9042
9043         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9044                 int bounded;
9045                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9046                 if (bounded < 0 || bounded)
9047                         return bounded;
9048         }
9049
9050         return 0;
9051 }
9052
9053 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9054  */
9055 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9056         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9057 {
9058         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9059 }
9060
9061 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9062  */
9063 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9064         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9065 {
9066         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9067 }
9068
9069 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9070  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9071  * elements of the array "signs".
9072  * Sign
9073  *      1 means that the variable is non-negative
9074  *      -1 means that the variable is non-positive
9075  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9076  */
9077 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9078         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9079 {
9080         isl_vec *bound = NULL;
9081         struct isl_tab *tab = NULL;
9082         struct isl_tab_undo *snap;
9083         int i;
9084
9085         if (!bset || !signs)
9086                 return -1;
9087
9088         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9089         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9090         if (!bound || !tab)
9091                 goto error;
9092
9093         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9094         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9095
9096         snap = isl_tab_snap(tab);
9097         for (i = 0; i < n; ++i) {
9098                 int empty;
9099
9100                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9101                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9102                         goto error;
9103                 empty = tab->empty;
9104                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9105                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9106                         goto error;
9107
9108                 if (empty) {
9109                         signs[i] = 1;
9110                         continue;
9111                 }
9112
9113                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9114                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9115                         goto error;
9116                 empty = tab->empty;
9117                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9118                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9119                         goto error;
9120
9121                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9122         }
9123
9124         isl_tab_free(tab);
9125         isl_vec_free(bound);
9126         return 0;
9127 error:
9128         isl_tab_free(tab);
9129         isl_vec_free(bound);
9130         return -1;
9131 }
9132
9133 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9134         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9135 {
9136         if (!bset || !signs)
9137                 return -1;
9138         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9139                 return -1);
9140
9141         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9142         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9143 }
9144
9145 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9146  * In particular, for each output dimension, check that there is
9147  * an equality that defines the output dimension in terms of
9148  * earlier dimensions.
9149  */
9150 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9151 {
9152         int i, j;
9153         unsigned total;
9154         unsigned n_out;
9155         unsigned o_out;
9156
9157         if (!bmap)
9158                 return -1;
9159
9160         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9161         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9162         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9163
9164         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9165                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9166                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9167                                 continue;
9168                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9169                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9170                                 break;
9171                 }
9172                 if (j >= bmap->n_eq)
9173                         return 0;
9174         }
9175
9176         return 1;
9177 }
9178
9179 /* Check if the given basic map is single-valued.
9180  * We simply compute
9181  *
9182  *      M \circ M^-1
9183  *
9184  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9185  */
9186 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9187 {
9188         isl_space *space;
9189         isl_basic_map *test;
9190         isl_basic_map *id;
9191         int sv;
9192
9193         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9194         if (sv < 0 || sv)
9195                 return sv;
9196
9197         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9198         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9199
9200         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9201         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9202         id = isl_basic_map_identity(space);
9203
9204         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9205
9206         isl_basic_map_free(test);
9207         isl_basic_map_free(id);
9208
9209         return sv;
9210 }
9211
9212 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9213  */
9214 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9215 {
9216         if (!map)
9217                 return -1;
9218         if (map->n == 0)
9219                 return 1;
9220         if (map->n >= 2)
9221                 return 0;
9222
9223         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9224 }
9225
9226 /* Check if the given map is single-valued.
9227  * We simply compute
9228  *
9229  *      M \circ M^-1
9230  *
9231  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9232  */
9233 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9234 {
9235         isl_space *dim;
9236         isl_map *test;
9237         isl_map *id;
9238         int sv;
9239
9240         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9241         if (sv < 0 || sv)
9242                 return sv;
9243
9244         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9245         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9246
9247         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9248         id = isl_map_identity(dim);
9249
9250         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9251
9252         isl_map_free(test);
9253         isl_map_free(id);
9254
9255         return sv;
9256 }
9257
9258 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9259 {
9260         int in;
9261
9262         map = isl_map_copy(map);
9263         map = isl_map_reverse(map);
9264         in = isl_map_is_single_valued(map);
9265         isl_map_free(map);
9266
9267         return in;
9268 }
9269
9270 /* Check if the given map is obviously injective.
9271  */
9272 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9273 {
9274         int in;
9275
9276         map = isl_map_copy(map);
9277         map = isl_map_reverse(map);
9278         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9279         isl_map_free(map);
9280
9281         return in;
9282 }
9283
9284 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9285 {
9286         int sv;
9287
9288         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9289         if (sv < 0 || !sv)
9290                 return sv;
9291
9292         return isl_map_is_injective(map);
9293 }
9294
9295 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9296 {
9297         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9298 }
9299
9300 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9301 {
9302         int ok;
9303         isl_set *delta;
9304
9305         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9306         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9307         isl_set_free(delta);
9308
9309         return ok;
9310 }
9311
9312 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9313 {
9314         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9315                 return 0;
9316         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9317                 return 0;
9318         return 1;
9319 }
9320
9321 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9322 {
9323         int i, j;
9324         unsigned nvar;
9325         unsigned ovar;
9326
9327         if (!bset)
9328                 return -1;
9329
9330         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9331                 return 0;
9332
9333         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9334         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9335         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9336                 int lower = 0, upper = 0;
9337                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9338                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9339                                 continue;
9340                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9341                                 return 0;
9342                         break;
9343                 }
9344                 if (i < bset->n_eq)
9345                         continue;
9346                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9347                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9348                                 continue;
9349                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9350                                 return 0;
9351                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9352                                 lower = 1;
9353                         else
9354                                 upper = 1;
9355                 }
9356                 if (!lower || !upper)
9357                         return 0;
9358         }
9359
9360         return 1;
9361 }
9362
9363 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9364 {
9365         if (!set)
9366                 return -1;
9367         if (set->n != 1)
9368                 return 0;
9369
9370         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9371 }
9372
9373 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9374 {
9375         if (!bset)
9376                 return -1;
9377         
9378         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9379 }
9380
9381 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9382 {
9383         if (!set)
9384                 return -1;
9385         
9386         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9387 }
9388
9389 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9390 {
9391         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9392         if (!bmap)
9393                 return NULL;
9394
9395         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9396         if (!bmap->dim)
9397                 goto error;
9398
9399         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9400
9401         return (isl_basic_set *)bmap;
9402 error:
9403         isl_basic_map_free(bmap);
9404         return NULL;
9405 }
9406
9407 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9408 {
9409         int i;
9410
9411         map = isl_map_cow(map);
9412         if (!map)
9413                 return NULL;
9414
9415         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9416                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9417                 if (!map->p[i])
9418                         goto error;
9419         }
9420         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9421         if (!map->dim)
9422                 goto error;
9423
9424         return (isl_set *)map;
9425 error:
9426         isl_map_free(map);
9427         return NULL;
9428 }
9429
9430 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9431 {
9432         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9433         if (!bset)
9434                 return NULL;
9435
9436         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9437         if (!bset->dim)
9438                 goto error;
9439
9440         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9441
9442         return (isl_basic_map *)bset;
9443 error:
9444         isl_basic_set_free(bset);
9445         return NULL;
9446 }
9447
9448 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9449 {
9450         int i;
9451
9452         if (!set)
9453                 return NULL;
9454
9455         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9456                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9457                         goto error);
9458
9459         set = isl_set_cow(set);
9460         if (!set)
9461                 return NULL;
9462
9463         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9464                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9465                 if (!set->p[i])
9466                         goto error;
9467         }
9468
9469         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9470         if (!set->dim)
9471                 goto error;
9472
9473         return (isl_map *)set;
9474 error:
9475         isl_set_free(set);
9476         return NULL;
9477 }
9478
9479 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9480         enum isl_dim_type type)
9481 {
9482         if (!bmap)
9483                 return NULL;
9484
9485         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9486                 return bmap;
9487
9488         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9489         if (!bmap)
9490                 return NULL;
9491
9492         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9493         if (!bmap->dim)
9494                 goto error;
9495
9496         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9497
9498         return bmap;
9499 error:
9500         isl_basic_map_free(bmap);
9501         return NULL;
9502 }
9503
9504 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9505         enum isl_dim_type type)
9506 {
9507         int i;
9508
9509         if (!map)
9510                 return NULL;
9511
9512         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9513                 return map;
9514
9515         map = isl_map_cow(map);
9516         if (!map)
9517                 return NULL;
9518
9519         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9520                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9521                 if (!map->p[i])
9522                         goto error;
9523         }
9524         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9525         if (!map->dim)
9526                 goto error;
9527
9528         return map;
9529 error:
9530         isl_map_free(map);
9531         return NULL;
9532 }
9533
9534 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9535 {
9536         if (!bmap)
9537                 return NULL;
9538
9539         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9540                 return bmap;
9541
9542         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9543         if (!bmap)
9544                 return NULL;
9545
9546         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9547         if (!bmap->dim)
9548                 goto error;
9549
9550         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9551
9552         return bmap;
9553 error:
9554         isl_basic_map_free(bmap);
9555         return NULL;
9556 }
9557
9558 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9559 {
9560         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9561 }
9562
9563 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9564         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9565 {
9566         if (!bmap)
9567                 return NULL;
9568
9569         if (!bmap->dim->nested[0])
9570                 return bmap;
9571
9572         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9573         if (!bmap)
9574                 return NULL;
9575
9576         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9577         if (!bmap->dim)
9578                 goto error;
9579
9580         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9581
9582         return bmap;
9583 error:
9584         isl_basic_map_free(bmap);
9585         return NULL;
9586 }
9587
9588 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9589         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9590 {
9591         if (!bmap)
9592                 return NULL;
9593
9594         if (!bmap->dim->nested[1])
9595                 return bmap;
9596
9597         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9598         if (!bmap)
9599                 return NULL;
9600
9601         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9602         if (!bmap->dim)
9603                 goto error;
9604
9605         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9606
9607         return bmap;
9608 error:
9609         isl_basic_map_free(bmap);
9610         return NULL;
9611 }
9612
9613 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9614 {
9615         int i;
9616
9617         if (!map)
9618                 return NULL;
9619
9620         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9621                 return map;
9622
9623         map = isl_map_cow(map);
9624         if (!map)
9625                 return NULL;
9626
9627         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9628                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9629                 if (!map->p[i])
9630                         goto error;
9631         }
9632         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9633         if (!map->dim)
9634                 goto error;
9635
9636         return map;
9637 error:
9638         isl_map_free(map);
9639         return NULL;
9640 }
9641
9642 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9643 {
9644         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9645 }
9646
9647 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9648 {
9649         isl_space *dim, *flat_dim;
9650         isl_map *map;
9651
9652         dim = isl_set_get_space(set);
9653         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9654         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9655         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9656
9657         return map;
9658 }
9659
9660 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9661 {
9662         int i;
9663
9664         if (!map)
9665                 return NULL;
9666
9667         if (!map->dim->nested[0])
9668                 return map;
9669
9670         map = isl_map_cow(map);
9671         if (!map)
9672                 return NULL;
9673
9674         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9675                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9676                 if (!map->p[i])
9677                         goto error;
9678         }
9679         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9680         if (!map->dim)
9681                 goto error;
9682
9683         return map;
9684 error:
9685         isl_map_free(map);
9686         return NULL;
9687 }
9688
9689 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9690 {
9691         int i;
9692
9693         if (!map)
9694                 return NULL;
9695
9696         if (!map->dim->nested[1])
9697                 return map;
9698
9699         map = isl_map_cow(map);
9700         if (!map)
9701                 return NULL;
9702
9703         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9704                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9705                 if (!map->p[i])
9706                         goto error;
9707         }
9708         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9709         if (!map->dim)
9710                 goto error;
9711
9712         return map;
9713 error:
9714         isl_map_free(map);
9715         return NULL;
9716 }
9717
9718 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9719  * and set the dimension specification to "dim".
9720  */
9721 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9722         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9723 {
9724         isl_basic_map *res;
9725         unsigned flags;
9726
9727         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9728         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9729                 goto error;
9730
9731         flags = bmap->flags;
9732         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9733         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9734         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9735         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9736                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9737         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9738         if (res)
9739                 res->flags = flags;
9740         res = isl_basic_map_finalize(res);
9741         return res;
9742 error:
9743         free(dim_map);
9744         isl_basic_map_free(bmap);
9745         isl_space_free(dim);
9746         return NULL;
9747 }
9748
9749 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9750  */
9751 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9752         __isl_take isl_reordering *r)
9753 {
9754         int i;
9755         struct isl_dim_map *dim_map;
9756
9757         map = isl_map_cow(map);
9758         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9759         if (!map || !r || !dim_map)
9760                 goto error;
9761
9762         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9763                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9764
9765                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9766
9767                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9768                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9769
9770                 if (!map->p[i])
9771                         goto error;
9772         }
9773
9774         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9775
9776         isl_reordering_free(r);
9777         free(dim_map);
9778         return map;
9779 error:
9780         free(dim_map);
9781         isl_map_free(map);
9782         isl_reordering_free(r);
9783         return NULL;
9784 }
9785
9786 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9787         __isl_take isl_reordering *r)
9788 {
9789         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9790 }
9791
9792 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9793         __isl_take isl_space *model)
9794 {
9795         isl_ctx *ctx;
9796
9797         if (!map || !model)
9798                 goto error;
9799
9800         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9801         if (!isl_space_has_named_params(model))
9802                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9803                         "model has unnamed parameters", goto error);
9804         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9805                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9806                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9807         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9808                 isl_reordering *exp;
9809
9810                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9811                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9812                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9813                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9814                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9815                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9816                 map = isl_map_realign(map, exp);
9817         }
9818
9819         isl_space_free(model);
9820         return map;
9821 error:
9822         isl_space_free(model);
9823         isl_map_free(map);
9824         return NULL;
9825 }
9826
9827 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9828         __isl_take isl_space *model)
9829 {
9830         return isl_map_align_params(set, model);
9831 }
9832
9833 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
9834  * additional parameters if needed.
9835  */
9836 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
9837         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
9838 {
9839         isl_ctx *ctx;
9840
9841         if (!bmap || !model)
9842                 goto error;
9843
9844         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9845         if (!isl_space_has_named_params(model))
9846                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9847                         "model has unnamed parameters", goto error);
9848         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
9849                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9850                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9851         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9852                 isl_reordering *exp;
9853                 struct isl_dim_map *dim_map;
9854
9855                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9856                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9857                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9858                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9859                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
9860                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
9861                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
9862                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
9863                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
9864                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
9865                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
9866                 isl_reordering_free(exp);
9867                 free(dim_map);
9868         }
9869
9870         isl_space_free(model);
9871         return bmap;
9872 error:
9873         isl_space_free(model);
9874         isl_basic_map_free(bmap);
9875         return NULL;
9876 }
9877
9878 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
9879  * additional parameters if needed.
9880  */
9881 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
9882         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
9883 {
9884         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
9885 }
9886
9887 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9888                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9889                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9890                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9891 {
9892         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9893         struct isl_mat *mat;
9894         int i, j, k;
9895         int pos;
9896
9897         if (!bmap)
9898                 return NULL;
9899         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9900                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9901         if (!mat)
9902                 return NULL;
9903         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9904                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9905                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9906                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9907                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9908                                             bmap->eq[i][off + k]);
9909                                 ++pos;
9910                         }
9911                 }
9912
9913         return mat;
9914 }
9915
9916 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9917                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9918                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9919                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9920 {
9921         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9922         struct isl_mat *mat;
9923         int i, j, k;
9924         int pos;
9925
9926         if (!bmap)
9927                 return NULL;
9928         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9929                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9930         if (!mat)
9931                 return NULL;
9932         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9933                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9934                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9935                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9936                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9937                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9938                                 ++pos;
9939                         }
9940                 }
9941
9942         return mat;
9943 }
9944
9945 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9946         __isl_take isl_space *dim,
9947         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9948         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9949         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9950 {
9951         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9952         isl_basic_map *bmap;
9953         unsigned total;
9954         unsigned extra;
9955         int i, j, k, l;
9956         int pos;
9957
9958         if (!dim || !eq || !ineq)
9959                 goto error;
9960
9961         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9962                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9963                         "equalities and inequalities matrices should have "
9964                         "same number of columns", goto error);
9965
9966         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9967
9968         if (eq->n_col < total)
9969                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9970                         "number of columns too small", goto error);
9971
9972         extra = eq->n_col - total;
9973
9974         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9975                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9976         if (!bmap)
9977                 goto error;
9978         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9979                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9980                 if (k < 0)
9981                         goto error;
9982                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9983         }
9984         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9985                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9986                 if (l < 0)
9987                         goto error;
9988                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9989                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9990                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9991                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
9992                                             eq->row[i][pos]);
9993                                 ++pos;
9994                         }
9995                 }
9996         }
9997         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
9998                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9999                 if (l < 0)
10000                         goto error;
10001                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10002                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10003                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10004                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10005                                             ineq->row[i][pos]);
10006                                 ++pos;
10007                         }
10008                 }
10009         }
10010
10011         isl_space_free(dim);
10012         isl_mat_free(eq);
10013         isl_mat_free(ineq);
10014
10015         return bmap;
10016 error:
10017         isl_space_free(dim);
10018         isl_mat_free(eq);
10019         isl_mat_free(ineq);
10020         return NULL;
10021 }
10022
10023 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10024         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10025         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10026 {
10027         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10028                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10029 }
10030
10031 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10032         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10033         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10034 {
10035         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10036                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10037 }
10038
10039 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10040         __isl_take isl_space *dim,
10041         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10042         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10043 {
10044         return (isl_basic_set*)
10045             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10046                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10047 }
10048
10049 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10050 {
10051         if (!bmap)
10052                 return -1;
10053         
10054         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10055 }
10056
10057 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10058 {
10059         if (!map)
10060                 return -1;
10061         
10062         return isl_space_can_zip(map->dim);
10063 }
10064
10065 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10066  * (A -> C) -> (B -> D).
10067  */
10068 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10069 {
10070         unsigned pos;
10071         unsigned n1;
10072         unsigned n2;
10073
10074         if (!bmap)
10075                 return NULL;
10076
10077         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10078                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10079                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10080         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10081                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10082         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10083         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10084         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10085         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10086         if (!bmap)
10087                 return NULL;
10088         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10089         if (!bmap->dim)
10090                 goto error;
10091         return bmap;
10092 error:
10093         isl_basic_map_free(bmap);
10094         return NULL;
10095 }
10096
10097 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10098  * (A -> C) -> (B -> D).
10099  */
10100 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10101 {
10102         int i;
10103
10104         if (!map)
10105                 return NULL;
10106
10107         if (!isl_map_can_zip(map))
10108                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10109                         goto error);
10110
10111         map = isl_map_cow(map);
10112         if (!map)
10113                 return NULL;
10114
10115         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10116                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10117                 if (!map->p[i])
10118                         goto error;
10119         }
10120
10121         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10122         if (!map->dim)
10123                 goto error;
10124
10125         return map;
10126 error:
10127         isl_map_free(map);
10128         return NULL;
10129 }
10130
10131 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10132  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10133  */
10134 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10135 {
10136         if (!bmap)
10137                 return -1;
10138
10139         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10140 }
10141
10142 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10143  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10144  */
10145 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10146 {
10147         if (!map)
10148                 return -1;
10149
10150         return isl_space_can_curry(map->dim);
10151 }
10152
10153 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10154  * A -> (B -> C).
10155  */
10156 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10157 {
10158
10159         if (!bmap)
10160                 return NULL;
10161
10162         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10163                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10164                         "basic map cannot be curried", goto error);
10165         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10166         if (!bmap->dim)
10167                 goto error;
10168         return bmap;
10169 error:
10170         isl_basic_map_free(bmap);
10171         return NULL;
10172 }
10173
10174 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10175  * A -> (B -> C).
10176  */
10177 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10178 {
10179         int i;
10180
10181         if (!map)
10182                 return NULL;
10183
10184         if (!isl_map_can_curry(map))
10185                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10186                         goto error);
10187
10188         map = isl_map_cow(map);
10189         if (!map)
10190                 return NULL;
10191
10192         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10193                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10194                 if (!map->p[i])
10195                         goto error;
10196         }
10197
10198         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10199         if (!map->dim)
10200                 goto error;
10201
10202         return map;
10203 error:
10204         isl_map_free(map);
10205         return NULL;
10206 }
10207
10208 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10209  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10210  */
10211 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10212 {
10213         int k;
10214         int pos;
10215         isl_local_space *ls;
10216         isl_basic_map *bmap;
10217
10218         if (!aff)
10219                 return NULL;
10220
10221         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10222         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10223         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10224         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10225         if (k < 0)
10226                 goto error;
10227
10228         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10229         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10230         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10231         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10232                     aff->v->size - (pos + 1));
10233
10234         isl_aff_free(aff);
10235         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10236         return bmap;
10237 error:
10238         isl_aff_free(aff);
10239         isl_basic_map_free(bmap);
10240         return NULL;
10241 }
10242
10243 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10244  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10245  */
10246 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10247 {
10248         isl_basic_map *bmap;
10249
10250         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10251         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10252 }
10253
10254 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10255  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10256  * corresponding affine expression.
10257  */
10258 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10259         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10260 {
10261         int i;
10262         isl_space *space;
10263         isl_basic_map *bmap;
10264
10265         if (!maff)
10266                 return NULL;
10267
10268         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10269                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10270                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10271
10272         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10273         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10274
10275         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10276                 isl_aff *aff;
10277                 isl_basic_map *bmap_i;
10278
10279                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10280                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10281
10282                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10283         }
10284
10285         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10286
10287         isl_multi_aff_free(maff);
10288         return bmap;
10289 }
10290
10291 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10292  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10293  * corresponding affine expression.
10294  */
10295 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10296 {
10297         isl_basic_map *bmap;
10298
10299         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10300         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10301 }
10302
10303 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10304  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10305  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10306  * corresponding affine expression.
10307  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10308  * domain_dim.
10309  */
10310 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10311         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10312 {
10313         int i;
10314         isl_space *dim;
10315         isl_basic_map *bmap;
10316
10317         if (!list)
10318                 return NULL;
10319
10320         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10321         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10322
10323         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10324                 isl_aff *aff;
10325                 isl_basic_map *bmap_i;
10326
10327                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10328                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10329
10330                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10331         }
10332
10333         isl_aff_list_free(list);
10334         return bmap;
10335 }
10336
10337 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10338         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10339 {
10340         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10341 }
10342
10343 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10344  */
10345 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10346         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10347 {
10348         isl_basic_map *bmap = NULL;
10349         int i;
10350
10351         if (!space)
10352                 return NULL;
10353
10354         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10355                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10356                         "index out of bounds", goto error);
10357         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10358                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10359                         "index out of bounds", goto error);
10360
10361         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10362                 return isl_basic_map_universe(space);
10363
10364         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10365         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10366         if (i < 0)
10367                 goto error;
10368         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10369         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10370         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10371         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10372         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10373         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10374         isl_space_free(space);
10375         return bmap;
10376 error:
10377         isl_space_free(space);
10378         isl_basic_map_free(bmap);
10379         return NULL;
10380 }
10381
10382 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10383  */
10384 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10385         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10386 {
10387         isl_basic_map *eq;
10388
10389         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10390
10391         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10392
10393         return bmap;
10394 }
10395
10396 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10397  */
10398 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10399         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10400 {
10401         isl_basic_map *bmap;
10402
10403         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10404
10405         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10406
10407         return map;
10408 }
10409
10410 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10411  */
10412 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10413         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10414 {
10415         isl_basic_map *bmap = NULL;
10416         int i;
10417
10418         if (!map)
10419                 return NULL;
10420
10421         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10422                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10423                         "index out of bounds", goto error);
10424         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10425                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10426                         "index out of bounds", goto error);
10427
10428         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10429         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10430         if (i < 0)
10431                 goto error;
10432         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10433         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10434         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10435         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10436         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10437         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10438
10439         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10440
10441         return map;
10442 error:
10443         isl_basic_map_free(bmap);
10444         isl_map_free(map);
10445         return NULL;
10446 }
10447
10448 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10449  * greater than that of the second.
10450  */
10451 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10452         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10453 {
10454         isl_basic_map *bmap = NULL;
10455         int i;
10456
10457         if (!map)
10458                 return NULL;
10459
10460         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10461                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10462                         "index out of bounds", goto error);
10463         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10464                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10465                         "index out of bounds", goto error);
10466
10467         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10468                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10469                 isl_map_free(map);
10470                 return isl_map_empty(space);
10471         }
10472
10473         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10474         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10475         if (i < 0)
10476                 goto error;
10477         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10478         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10479         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10480         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10481         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10482         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10483         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10484
10485         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10486
10487         return map;
10488 error:
10489         isl_basic_map_free(bmap);
10490         isl_map_free(map);
10491         return NULL;
10492 }
10493
10494 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10495  * smaller than that of the second.
10496  */
10497 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10498         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10499 {
10500         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10501 }
10502
10503 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10504         int pos)
10505 {
10506         isl_aff *div;
10507         isl_local_space *ls;
10508
10509         if (!bmap)
10510                 return NULL;
10511
10512         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10513                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10514                         "some divs are unknown", return NULL);
10515
10516         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10517         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10518         isl_local_space_free(ls);
10519
10520         return div;
10521 }
10522
10523 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10524         int pos)
10525 {
10526         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10527 }
10528
10529 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10530  *
10531  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10532  *
10533  *      f/d
10534  *
10535  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10536  *
10537  *      floor((a i + g)/m)
10538  *
10539  * is replaced by
10540  *
10541  *      floor((a f + d g)/(m d))
10542  *
10543  * Constraints of the form
10544  *
10545  *      a i + g
10546  *
10547  * are replaced by
10548  *
10549  *      a f + d g
10550  */
10551 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10552         __isl_take isl_basic_set *bset,
10553         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10554 {
10555         int i;
10556         isl_int v;
10557         isl_ctx *ctx;
10558
10559         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10560                 return bset;
10561
10562         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10563         if (!bset || !subs)
10564                 goto error;
10565
10566         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10567         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10568                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10569                         "spaces don't match", goto error);
10570         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10571                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10572                         "cannot handle divs yet", goto error);
10573
10574         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10575
10576         isl_int_init(v);
10577
10578         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10579                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10580                         continue;
10581                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10582                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10583                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10584                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10585         }
10586
10587         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10588                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10589                         continue;
10590                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10591                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10592                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10593                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10594         }
10595
10596         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10597                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10598                         continue;
10599                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10600                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10601                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10602                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10603                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10604                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10605         }
10606
10607         isl_int_clear(v);
10608
10609         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10610         return isl_basic_set_finalize(bset);
10611 error:
10612         isl_basic_set_free(bset);
10613         return NULL;
10614 }
10615
10616 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10617  */
10618 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10619         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10620 {
10621         int i;
10622
10623         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10624                 return set;
10625
10626         set = isl_set_cow(set);
10627         if (!set || !subs)
10628                 goto error;
10629
10630         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10631                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10632                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10633                         goto error;
10634         }
10635
10636         return set;
10637 error:
10638         isl_set_free(set);
10639         return NULL;
10640 }