add isl_set_has_rational
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1149                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1150 {
1151         isl_int *t;
1152
1153         t = bmap->ineq[pos];
1154         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1155         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1156         bmap->eq[-1] = t;
1157         bmap->n_eq++;
1158         bmap->n_ineq--;
1159         bmap->eq--;
1160         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1161         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1162         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1163         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1164 }
1165
1166 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1167 {
1168         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1169 }
1170
1171 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1172 {
1173         struct isl_ctx *ctx;
1174         if (!bmap)
1175                 return -1;
1176         ctx = bmap->ctx;
1177         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1179         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1180         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1181         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1182         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1183                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1184                       bmap->extra - bmap->n_div);
1185         return bmap->n_ineq++;
1186 }
1187
1188 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1189 {
1190         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1191 }
1192
1193 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1194 {
1195         if (!bmap)
1196                 return -1;
1197         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1198         bmap->n_ineq -= n;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1203 {
1204         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1208 {
1209         isl_int *t;
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1213
1214         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1215                 t = bmap->ineq[pos];
1216                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1217                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1218                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1219         }
1220         bmap->n_ineq--;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1225 {
1226         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1227 }
1228
1229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1230         isl_int *eq)
1231 {
1232         int k;
1233
1234         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1235         if (!bmap)
1236                 return NULL;
1237         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1238         if (k < 0)
1239                 goto error;
1240         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1241         return bmap;
1242 error:
1243         isl_basic_map_free(bmap);
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1248         isl_int *eq)
1249 {
1250         return (isl_basic_set *)
1251                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1255         isl_int *ineq)
1256 {
1257         int k;
1258
1259         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1260         if (!bmap)
1261                 return NULL;
1262         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1263         if (k < 0)
1264                 goto error;
1265         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1266         return bmap;
1267 error:
1268         isl_basic_map_free(bmap);
1269         return NULL;
1270 }
1271
1272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1273         isl_int *ineq)
1274 {
1275         return (isl_basic_set *)
1276                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1277 }
1278
1279 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1280 {
1281         if (!bmap)
1282                 return -1;
1283         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1284         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1285                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1286                       bmap->extra - bmap->n_div);
1287         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1288         return bmap->n_div++;
1289 }
1290
1291 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1292 {
1293         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1294 }
1295
1296 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1297 {
1298         if (!bmap)
1299                 return -1;
1300         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1301         bmap->n_div -= n;
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1306 {
1307         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1308 }
1309
1310 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1311  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1312  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1313  * variables.
1314  */
1315 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1316                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1317                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1318 {
1319         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1320         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1321         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1322         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1323         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1324         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1325         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1326         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1327         if (dst_nparam > src_nparam)
1328                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1329                                 dst_nparam - src_nparam);
1330         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1331         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1332                     src+1+src_nparam,
1333                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1334         if (dst_in-in_off > src_in)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1336                                 dst_in - in_off - src_in);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1339                     src+1+src_nparam+src_in,
1340                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1341         if (dst_out-out_off > src_out)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1343                                 dst_out - out_off - src_out);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1347                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1348         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1350                                 div_off+src_map->n_div,
1351                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1352 }
1353
1354 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1355                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1356                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1357 {
1358         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1359         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1360 }
1361
1362 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1363                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1364 {
1365         int i;
1366         unsigned div_off;
1367
1368         if (!bmap1 || !bmap2)
1369                 goto error;
1370
1371         div_off = bmap1->n_div;
1372
1373         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1374                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1375                 if (i1 < 0)
1376                         goto error;
1377                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1378                                 i_pos, o_pos, div_off);
1379         }
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1394                          i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         isl_basic_map_free(bmap2);
1398
1399         return bmap1;
1400
1401 error:
1402         isl_basic_map_free(bmap1);
1403         isl_basic_map_free(bmap2);
1404         return NULL;
1405 }
1406
1407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1408                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1409 {
1410         return (struct isl_basic_set *)
1411                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1412                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1416                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *ext;
1420         unsigned flags;
1421         int dims_ok;
1422
1423         if (!dim)
1424                 goto error;
1425
1426         if (!base)
1427                 goto error;
1428
1429         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1430                   base->extra >= base->n_div + extra;
1431
1432         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1433                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1434                 isl_space_free(dim);
1435                 return base;
1436         }
1437
1438         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1439         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1440         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1441         extra += base->extra;
1442         n_eq += base->n_eq;
1443         n_ineq += base->n_ineq;
1444
1445         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1446         dim = NULL;
1447         if (!ext)
1448                 goto error;
1449
1450         if (dims_ok)
1451                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1452         flags = base->flags;
1453         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1454         if (ext) {
1455                 ext->flags = flags;
1456                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1457         }
1458
1459         return ext;
1460
1461 error:
1462         isl_space_free(dim);
1463         isl_basic_map_free(base);
1464         return NULL;
1465 }
1466
1467 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1468                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1469                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1470 {
1471         return (struct isl_basic_set *)
1472                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1473                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1474 }
1475
1476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1477                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         if (!base)
1480                 return NULL;
1481         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1482                                         0, n_eq, n_ineq);
1483 }
1484
1485 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1486                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1487                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1488 {
1489         struct isl_basic_map *bmap;
1490         isl_space *dim;
1491
1492         if (!base)
1493                 return NULL;
1494         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1495         if (!dim)
1496                 goto error;
1497
1498         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1499         return bmap;
1500 error:
1501         isl_basic_map_free(base);
1502         return NULL;
1503 }
1504
1505 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1506                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1507                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1508 {
1509         return (struct isl_basic_set *)
1510                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1511                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1512 }
1513
1514 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1515                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1519                                                     n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1526 }
1527
1528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1529 {
1530         if (!bmap)
1531                 return NULL;
1532
1533         if (bmap->ref > 1) {
1534                 bmap->ref--;
1535                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1536         }
1537         if (bmap)
1538                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1539         return bmap;
1540 }
1541
1542 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1543 {
1544         if (!set)
1545                 return NULL;
1546
1547         if (set->ref == 1)
1548                 return set;
1549         set->ref--;
1550         return isl_set_dup(set);
1551 }
1552
1553 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1554 {
1555         if (!map)
1556                 return NULL;
1557
1558         if (map->ref == 1)
1559                 return map;
1560         map->ref--;
1561         return isl_map_dup(map);
1562 }
1563
1564 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1565                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1566 {
1567         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1568         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1569         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1570 }
1571
1572 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1573         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1574 {
1575         int i;
1576         struct isl_blk blk;
1577
1578         if (!bmap)
1579                 goto error;
1580
1581         isl_assert(bmap->ctx,
1582                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1583
1584         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1585                 return bmap;
1586
1587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1588         if (!bmap)
1589                 return NULL;
1590
1591         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1592         if (isl_blk_is_error(blk))
1593                 goto error;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 swap_vars(blk,
1597                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1598
1599         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1600                 swap_vars(blk,
1601                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1606
1607         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1608
1609         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1610         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1612 error:
1613         isl_basic_map_free(bmap);
1614         return NULL;
1615 }
1616
1617 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1618         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1619 {
1620         unsigned dim;
1621         unsigned nparam;
1622
1623         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1624         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1625         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1626
1627         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1628 error:
1629         isl_basic_set_free(bset);
1630         return NULL;
1631 }
1632
1633 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1634 {
1635         int i = 0;
1636         unsigned total;
1637         if (!bmap)
1638                 goto error;
1639         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1640         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1641         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1642         if (bmap->n_eq > 0)
1643                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1644         else {
1645                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1646                 if (i < 0)
1647                         goto error;
1648         }
1649         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1650         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1651         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1652         isl_vec_free(bmap->sample);
1653         bmap->sample = NULL;
1654         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1655 error:
1656         isl_basic_map_free(bmap);
1657         return NULL;
1658 }
1659
1660 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1661 {
1662         return (struct isl_basic_set *)
1663                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1664 }
1665
1666 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1667 {
1668         int i;
1669         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1670         isl_int *t = bmap->div[a];
1671         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1672         bmap->div[b] = t;
1673
1674         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1675                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1676
1677         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1678                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1679
1680         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1681                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1682         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1683 }
1684
1685 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1686  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1687  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1688  */
1689 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1690         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1691 {
1692         int i;
1693
1694         if (!map)
1695                 return NULL;
1696         if (n == 0)
1697                 return map;
1698
1699         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1700                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1701                         "index out of bounds", goto error);
1702
1703         map = isl_map_cow(map);
1704         if (!map)
1705                 return NULL;
1706
1707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1708                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1709                 if (!map->p[i])
1710                         goto error;
1711         }
1712         return map;
1713 error:
1714         isl_map_free(map);
1715         return NULL;
1716 }
1717
1718 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1719  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1720  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1721  */
1722 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1723         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1724 {
1725         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1726 }
1727
1728 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1729  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1730  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1731  */
1732 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1733         unsigned first, unsigned n)
1734 {
1735         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1736 }
1737
1738 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1739         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1740 {
1741         if (!bmap)
1742                 return NULL;
1743         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1744                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1745         if (!bmap)
1746                 return NULL;
1747         bmap->n_div = 0;
1748         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1749 }
1750
1751 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1752         __isl_take isl_basic_set *bset)
1753 {
1754         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1755                         (struct isl_basic_map *)bset);
1756 }
1757
1758 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1759 {
1760         int i;
1761
1762         if (!map)
1763                 return NULL;
1764         if (map->n == 0)
1765                 return map;
1766
1767         map = isl_map_cow(map);
1768         if (!map)
1769                 return NULL;
1770         
1771         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1772                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1773                 if (!map->p[i])
1774                         goto error;
1775         }
1776         return map;
1777 error:
1778         isl_map_free(map);
1779         return NULL;
1780 }
1781
1782 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1783 {
1784         return isl_map_remove_divs(set);
1785 }
1786
1787 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1788         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1789 {
1790         if (!bmap)
1791                 return NULL;
1792         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1793                         goto error);
1794         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1795                 return bmap;
1796         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1797                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1798         if (!bmap)
1799                 return bmap;
1800         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1801                 return bmap;
1802         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1803         return bmap;
1804 error:
1805         isl_basic_map_free(bmap);
1806         return NULL;
1807 }
1808
1809 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1810  * any of the given variables.
1811  */
1812 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1813         unsigned first, unsigned n)
1814 {
1815         int i;
1816         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1817
1818         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1819                 return 0;
1820         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1821                 return 1;
1822
1823         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1824                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1825                         continue;
1826                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1827                         return 1;
1828         }
1829
1830         return 0;
1831 }
1832
1833 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1834  * based on inequality "i".
1835  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1836  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1837  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1838  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1839  *
1840  * The calling function has already checked that the inequality does not
1841  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1842  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1843  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1844  *
1845  * Let "div" be of the form
1846  *
1847  *      q = floor((a + f(x))/d)
1848  *
1849  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1850  *
1851  *      b + f(x) >= 0
1852  *
1853  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1854  * However, we allow a slightly more general form
1855  *
1856  *      b + g(x) >= 0
1857  *
1858  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1859  * divisible by d.
1860  * Rewriting this constraint as
1861  *
1862  *      0 >= -b - g(x)
1863  *
1864  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1865  *
1866  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1867  *
1868  * Taking the floor on both sides, we obtain
1869  *
1870  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1871  *
1872  * or
1873  *
1874  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1875  *
1876  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1877  *
1878  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1879  *
1880  */
1881 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1882         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1883         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1884 {
1885         int j;
1886
1887         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1888                 if (lb) {
1889                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1890                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1891                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1892                 }
1893                 if (ub) {
1894                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1895                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1896                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1897                 }
1898         }
1899         if (!lb && !ub)
1900                 return bmap;
1901
1902         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1903         if (lb) {
1904                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1905                 if (k < 0)
1906                         goto error;
1907                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1908                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1909                                         bmap->div[div][1 + j]);
1910                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1911                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1912                 }
1913                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1914         }
1915         if (ub) {
1916                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1917                 if (k < 0)
1918                         goto error;
1919                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1920                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1921                                         bmap->div[div][1 + j]);
1922                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1923                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1924                 }
1925                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1926         }
1927
1928         return bmap;
1929 error:
1930         isl_basic_map_free(bmap);
1931         return NULL;
1932 }
1933
1934 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1935  * using Fourier-Motzkin.
1936  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1937  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1938  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1939  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1940  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1941  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1942  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1943  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1944  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1945  * on "div".
1946  *
1947  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1948  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1949  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1950  * Consider, for example, the set
1951  *
1952  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1953  *
1954  * The second constraint can be rewritten as
1955  *
1956  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1957  *
1958  * from which we can derive
1959  *
1960  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1961  *
1962  * or
1963  *
1964  *      i + 2j <= 3 + 2k
1965  *
1966  * Combined with the first constraint, we obtain
1967  *
1968  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1969  *
1970  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1971  * the first constraint, we obtain
1972  *
1973  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1974  *
1975  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1976  *
1977  *      k >= -2
1978  */
1979 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1980         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1981 {
1982         int i;
1983         int check_lb, check_ub;
1984         isl_int v;
1985         unsigned total;
1986
1987         if (!bmap)
1988                 return NULL;
1989
1990         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1991                 return bmap;
1992
1993         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1994
1995         check_lb = 0;
1996         check_ub = 0;
1997         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1998                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1999                 if (s > 0)
2000                         check_ub = 1;
2001                 if (s < 0)
2002                         check_lb = 1;
2003         }
2004
2005         if (!check_lb && !check_ub)
2006                 return bmap;
2007
2008         isl_int_init(v);
2009
2010         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2011                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2012                         continue;
2013
2014                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2015                                                         check_lb, check_ub);
2016         }
2017
2018         isl_int_clear(v);
2019
2020         return bmap;
2021 }
2022
2023 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2024  * in their definitions.
2025  */
2026 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2027         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2028         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2029 {
2030         int i;
2031
2032         if (!bmap)
2033                 return NULL;
2034         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2035                         goto error);
2036         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2037
2038         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2039                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2040                         continue;
2041                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2042                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2043                 if (!bmap)
2044                         return NULL;
2045                 i = bmap->n_div;
2046         }
2047
2048         return bmap;
2049 error:
2050         isl_basic_map_free(bmap);
2051         return NULL;
2052 }
2053
2054 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2055         __isl_take isl_basic_set *bset,
2056         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2057 {
2058         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2059 }
2060
2061 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2062         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2063 {
2064         int i;
2065
2066         if (!map)
2067                 return NULL;
2068         if (map->n == 0)
2069                 return map;
2070
2071         map = isl_map_cow(map);
2072         if (!map)
2073                 return NULL;
2074
2075         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2076                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2077                                                                 type, first, n);
2078                 if (!map->p[i])
2079                         goto error;
2080         }
2081         return map;
2082 error:
2083         isl_map_free(map);
2084         return NULL;
2085 }
2086
2087 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2088         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2089 {
2090         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2091                                                               type, first, n);
2092 }
2093
2094 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2095  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2096  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2097  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2098  * div.
2099  */
2100 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2101         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2102 {
2103         int i;
2104
2105         if (!bmap)
2106                 return -1;
2107
2108         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2109                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2110                         "index out of bounds", return -1);
2111
2112         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2113         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2114                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2115                         return 1;
2116         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2117                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2118                         return 1;
2119         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2120                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2121                         continue;
2122                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2123                         return 1;
2124         }
2125
2126         return 0;
2127 }
2128
2129 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2130         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2131 {
2132         int i;
2133
2134         if (!map)
2135                 return -1;
2136
2137         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2138                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2139                         "index out of bounds", return -1);
2140
2141         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2142                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2143                                                             type, first, n);
2144                 if (involves < 0 || involves)
2145                         return involves;
2146         }
2147
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2152         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2153 {
2154         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2155 }
2156
2157 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2158         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2159 {
2160         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2161 }
2162
2163 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2164  * on unknown divs.
2165  */
2166 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2167 {
2168         int i;
2169         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2170
2171         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2172                 return 1;
2173
2174         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2175                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2176                         continue;
2177                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2178                         return 1;
2179         }
2180
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2185  */
2186 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2187         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2188 {
2189         int i;
2190
2191         if (!bmap)
2192                 return NULL;
2193
2194         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2195                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2196                         continue;
2197                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2198                 if (!bmap)
2199                         return NULL;
2200                 i = bmap->n_div;
2201         }
2202
2203         return bmap;
2204 }
2205
2206 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2207  */
2208 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2209         __isl_take isl_basic_set *bset)
2210 {
2211         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2212 }
2213
2214 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2215 {
2216         int i;
2217
2218         if (!map)
2219                 return NULL;
2220         if (map->n == 0)
2221                 return map;
2222
2223         map = isl_map_cow(map);
2224         if (!map)
2225                 return NULL;
2226
2227         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2228                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2229                 if (!map->p[i])
2230                         goto error;
2231         }
2232         return map;
2233 error:
2234         isl_map_free(map);
2235         return NULL;
2236 }
2237
2238 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2239 {
2240         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2241 }
2242
2243 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2244         __isl_take isl_basic_set *bset,
2245         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2246 {
2247         return (isl_basic_set *)
2248             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2249 }
2250
2251 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2252         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2253 {
2254         int i;
2255
2256         if (n == 0)
2257                 return map;
2258
2259         map = isl_map_cow(map);
2260         if (!map)
2261                 return NULL;
2262         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2263         
2264         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2265                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2266                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2267                 if (!map->p[i])
2268                         goto error;
2269         }
2270         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2271         return map;
2272 error:
2273         isl_map_free(map);
2274         return NULL;
2275 }
2276
2277 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2278         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2279 {
2280         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2281 }
2282
2283 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2284 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2285         unsigned first, unsigned n)
2286 {
2287         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2288 }
2289
2290 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2291                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2292 {
2293         const char *name;
2294         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2295         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2296         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2297         if (!pos)
2298                 isl_int_print(out, c, 0);
2299         else {
2300                 if (!isl_int_is_one(c))
2301                         isl_int_print(out, c, 0);
2302                 if (pos < 1 + nparam) {
2303                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2304                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2305                         if (name)
2306                                 fprintf(out, "%s", name);
2307                         else
2308                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2309                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2310                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2311                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2312                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2313                 else
2314                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2315         }
2316 }
2317
2318 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2319                                 int sign, FILE *out)
2320 {
2321         int i;
2322         int first;
2323         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2324         isl_int v;
2325
2326         isl_int_init(v);
2327         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2328                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2329                         continue;
2330                 if (!first)
2331                         fprintf(out, " + ");
2332                 first = 0;
2333                 isl_int_abs(v, c[i]);
2334                 dump_term(bmap, v, i, out);
2335         }
2336         isl_int_clear(v);
2337         if (first)
2338                 fprintf(out, "0");
2339 }
2340
2341 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2342                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2343 {
2344         int i;
2345
2346         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2347
2348         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2349         fprintf(out, " %s ", op);
2350         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2351
2352         fprintf(out, "\n");
2353
2354         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2355                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2356                         continue;
2357                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2358                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2359                 abort();
2360         }
2361 }
2362
2363 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2364                                 isl_int **c, unsigned n,
2365                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2366 {
2367         int i;
2368
2369         for (i = 0; i < n; ++i)
2370                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2371 }
2372
2373 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2374 {
2375         int j;
2376         int first = 1;
2377         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2378
2379         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2380                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2381                         continue;
2382                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2383                         fprintf(out, "+");
2384                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2385                 first = 0;
2386         }
2387 }
2388
2389 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2390 {
2391         int i;
2392
2393         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2394         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2395
2396         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2397                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2398                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2399                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2400                 fprintf(out, ")/");
2401                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2402                 fprintf(out, "]\n");
2403         }
2404 }
2405
2406 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2407         FILE *out, int indent)
2408 {
2409         if (!bset) {
2410                 fprintf(out, "null basic set\n");
2411                 return;
2412         }
2413
2414         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2415         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2416                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2417                         bset->extra, bset->flags);
2418         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2419 }
2420
2421 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2422         FILE *out, int indent)
2423 {
2424         if (!bmap) {
2425                 fprintf(out, "null basic map\n");
2426                 return;
2427         }
2428
2429         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2430         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2431                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2432                 bmap->ref,
2433                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2434                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2435         dump(bmap, out, indent);
2436 }
2437
2438 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2439 {
2440         unsigned total;
2441         if (!bmap)
2442                 return -1;
2443         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2444         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2445         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2446         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2447         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2448         return 0;
2449 }
2450
2451 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2452         unsigned flags)
2453 {
2454         struct isl_set *set;
2455
2456         if (!dim)
2457                 return NULL;
2458         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2459         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2460         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2461                         sizeof(struct isl_set) +
2462                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2463         if (!set)
2464                 goto error;
2465
2466         set->ctx = dim->ctx;
2467         isl_ctx_ref(set->ctx);
2468         set->ref = 1;
2469         set->size = n;
2470         set->n = 0;
2471         set->dim = dim;
2472         set->flags = flags;
2473         return set;
2474 error:
2475         isl_space_free(dim);
2476         return NULL;
2477 }
2478
2479 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2480                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2481 {
2482         struct isl_set *set;
2483         isl_space *dims;
2484
2485         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2486         if (!dims)
2487                 return NULL;
2488
2489         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2490         return set;
2491 }
2492
2493 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2494  */
2495 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2496 {
2497         int i;
2498         struct isl_map *grown = NULL;
2499
2500         if (!map)
2501                 return NULL;
2502         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2503         if (map->n + n <= map->size)
2504                 return map;
2505         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2506         if (!grown)
2507                 goto error;
2508         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2509                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2510                 if (!grown->p[i])
2511                         goto error;
2512                 grown->n++;
2513         }
2514         isl_map_free(map);
2515         return grown;
2516 error:
2517         isl_map_free(grown);
2518         isl_map_free(map);
2519         return NULL;
2520 }
2521
2522 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2523  */
2524 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2525 {
2526         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2527 }
2528
2529 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2530 {
2531         int i;
2532         struct isl_set *dup;
2533
2534         if (!set)
2535                 return NULL;
2536
2537         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2538         if (!dup)
2539                 return NULL;
2540         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2541                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2542         return dup;
2543 }
2544
2545 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2546 {
2547         return isl_map_from_basic_map(bset);
2548 }
2549
2550 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2551 {
2552         struct isl_map *map;
2553
2554         if (!bmap)
2555                 return NULL;
2556
2557         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2558         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2559 }
2560
2561 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2562                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2563 {
2564         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2565                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2566 }
2567
2568 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2569 {
2570         int i;
2571
2572         if (!set)
2573                 return NULL;
2574
2575         if (--set->ref > 0)
2576                 return NULL;
2577
2578         isl_ctx_deref(set->ctx);
2579         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2580                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2581         isl_space_free(set->dim);
2582         free(set);
2583
2584         return NULL;
2585 }
2586
2587 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2588 {
2589         int i;
2590
2591         if (!set) {
2592                 fprintf(out, "null set\n");
2593                 return;
2594         }
2595
2596         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2597         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2598                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2599                         set->flags);
2600         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2601                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2602                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2603                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2604         }
2605 }
2606
2607 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2608 {
2609         int i;
2610
2611         if (!map) {
2612                 fprintf(out, "null map\n");
2613                 return;
2614         }
2615
2616         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2617         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2618                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2619                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2620                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2621         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2622                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2623                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2624                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2625         }
2626 }
2627
2628 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2629                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2630 {
2631         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2632
2633         if (!bmap || !bset)
2634                 goto error;
2635
2636         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2637                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2638
2639         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2640                 isl_assert(bset->ctx,
2641                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2642
2643         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2644         if (!bmap)
2645                 goto error;
2646         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2647                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2648         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2649         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2650
2651         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2652         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2653 error:
2654         isl_basic_map_free(bmap);
2655         isl_basic_set_free(bset);
2656         return NULL;
2657 }
2658
2659 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2660                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2661 {
2662         struct isl_basic_map *bmap_range;
2663
2664         if (!bmap || !bset)
2665                 goto error;
2666
2667         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2668                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2669
2670         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2671                 isl_assert(bset->ctx,
2672                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2673
2674         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2675                 isl_basic_set_free(bset);
2676                 return bmap;
2677         }
2678
2679         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2680         if (!bmap)
2681                 goto error;
2682         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2683                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2684         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2685         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2686
2687         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2688         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2689 error:
2690         isl_basic_map_free(bmap);
2691         isl_basic_set_free(bset);
2692         return NULL;
2693 }
2694
2695 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2696 {
2697         int i;
2698         unsigned total;
2699         isl_int s;
2700
2701         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2702         if (total != vec->size)
2703                 return -1;
2704
2705         isl_int_init(s);
2706
2707         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2708                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2709                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2710                         isl_int_clear(s);
2711                         return 0;
2712                 }
2713         }
2714
2715         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2716                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2717                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2718                         isl_int_clear(s);
2719                         return 0;
2720                 }
2721         }
2722
2723         isl_int_clear(s);
2724
2725         return 1;
2726 }
2727
2728 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2729 {
2730         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2731 }
2732
2733 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2734                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2735 {
2736         struct isl_vec *sample = NULL;
2737
2738         if (!bmap1 || !bmap2)
2739                 goto error;
2740
2741         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2742                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2743         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2744                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2745             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2746                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2747                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2748
2749         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2750                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2751                 isl_assert(bmap1->ctx,
2752                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2753
2754         if (bmap1->sample &&
2755             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2756             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2757                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2758         else if (bmap2->sample &&
2759             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2760             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2761                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2762
2763         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2764         if (!bmap1)
2765                 goto error;
2766         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2767                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2768         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2769
2770         if (!bmap1)
2771                 isl_vec_free(sample);
2772         else if (sample) {
2773                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2774                 bmap1->sample = sample;
2775         }
2776
2777         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2778         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2779 error:
2780         if (sample)
2781                 isl_vec_free(sample);
2782         isl_basic_map_free(bmap1);
2783         isl_basic_map_free(bmap2);
2784         return NULL;
2785 }
2786
2787 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2788                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2789 {
2790         return (struct isl_basic_set *)
2791                 isl_basic_map_intersect(
2792                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2793                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2794 }
2795
2796 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2797         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2798 {
2799         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2800 }
2801
2802 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2803  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2804  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2805  * added to the other map.
2806  */
2807 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2808         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2809 {
2810         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2811         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2812         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2813         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2814
2815         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2816                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2817
2818         isl_assert(map2->ctx,
2819                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2820
2821         map1 = isl_map_cow(map1);
2822         if (!map1)
2823                 goto error;
2824         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2825                 isl_map_free(map2);
2826                 return map1;
2827         }
2828         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2829         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2830                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2831         else
2832                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2833                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2834
2835         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2836         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2837         if (!map1->p[0])
2838                 goto error;
2839
2840         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2841                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2842                 map1->n = 0;
2843         }
2844
2845         isl_map_free(map2);
2846
2847         return map1;
2848 error:
2849         isl_map_free(map1);
2850         isl_map_free(map2);
2851         return NULL;
2852 }
2853
2854 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2855  * space as map1.
2856  */
2857 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2858         __isl_take isl_map *map2)
2859 {
2860         unsigned flags = 0;
2861         struct isl_map *result;
2862         int i, j;
2863
2864         if (!map1 || !map2)
2865                 goto error;
2866
2867         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2868              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2869             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2870                 isl_map_free(map2);
2871                 return map1;
2872         }
2873         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2874              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2875             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2876                 isl_map_free(map1);
2877                 return map2;
2878         }
2879
2880         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2881             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2882             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2883             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2884              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2885                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2886
2887         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2888                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2889                 isl_assert(map1->ctx,
2890                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2891
2892         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2893             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2894                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2895
2896         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2897                                 map1->n * map2->n, flags);
2898         if (!result)
2899                 goto error;
2900         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2901                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2902                         struct isl_basic_map *part;
2903                         part = isl_basic_map_intersect(
2904                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2905                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2906                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2907                                 goto error;
2908                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2909                         if (!result)
2910                                 goto error;
2911                 }
2912         isl_map_free(map1);
2913         isl_map_free(map2);
2914         return result;
2915 error:
2916         isl_map_free(map1);
2917         isl_map_free(map2);
2918         return NULL;
2919 }
2920
2921 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2922         __isl_take isl_map *map2)
2923 {
2924         if (!map1 || !map2)
2925                 goto error;
2926         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2927                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2928                         "spaces don't match", goto error);
2929         return map_intersect_internal(map1, map2);
2930 error:
2931         isl_map_free(map1);
2932         isl_map_free(map2);
2933         return NULL;
2934 }
2935
2936 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2937         __isl_take isl_map *map2)
2938 {
2939         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2940 }
2941
2942 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2943 {
2944         return (struct isl_set *)
2945                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2946                                   (struct isl_map *)set2);
2947 }
2948
2949 /* map_intersect_internal accepts intersections
2950  * with parameter domains, so we can just call that function.
2951  */
2952 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2953                 __isl_take isl_set *params)
2954 {
2955         return map_intersect_internal(map, params);
2956 }
2957
2958 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2959         __isl_take isl_map *map2)
2960 {
2961         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2962 }
2963
2964 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2965                 __isl_take isl_set *params)
2966 {
2967         return isl_map_intersect_params(set, params);
2968 }
2969
2970 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2971 {
2972         isl_space *dim;
2973         struct isl_basic_set *bset;
2974         unsigned in;
2975
2976         if (!bmap)
2977                 return NULL;
2978         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2979         if (!bmap)
2980                 return NULL;
2981         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2982         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2983         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2984         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2985         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2986 }
2987
2988 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2989         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2990 {
2991         isl_space *space;
2992
2993         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2994                 return bmap;
2995
2996         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2997         space = isl_space_reset(space, type);
2998         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2999         return bmap;
3000 }
3001
3002 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3003         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3004         unsigned pos, unsigned n)
3005 {
3006         isl_space *res_dim;
3007         struct isl_basic_map *res;
3008         struct isl_dim_map *dim_map;
3009         unsigned total, off;
3010         enum isl_dim_type t;
3011
3012         if (n == 0)
3013                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3014
3015         if (!bmap)
3016                 return NULL;
3017
3018         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3019
3020         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3021         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3022         off = 0;
3023         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3024                 if (t != type) {
3025                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3026                 } else {
3027                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3028                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3029                                                 0, pos, off);
3030                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3031                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3032                 }
3033                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3034         }
3035         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3036
3037         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3038                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3039         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3040                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3041         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3042                 isl_basic_map_free(bmap);
3043                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3044         }
3045         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3046         return isl_basic_map_finalize(res);
3047 }
3048
3049 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3050         __isl_take isl_basic_set *bset,
3051         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3052 {
3053         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3054 }
3055
3056 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3057                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3058 {
3059         if (!bmap)
3060                 return NULL;
3061         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3062                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3063 }
3064
3065 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
3066                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3067 {
3068         if (!bset)
3069                 return NULL;
3070         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3071         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3072 error:
3073         isl_basic_set_free(bset);
3074         return NULL;
3075 }
3076
3077 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3078         enum isl_dim_type type)
3079 {
3080         isl_space *space;
3081
3082         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3083                 return map;
3084
3085         space = isl_map_get_space(map);
3086         space = isl_space_reset(space, type);
3087         map = isl_map_reset_space(map, space);
3088         return map;
3089 }
3090
3091 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3092                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3093 {
3094         int i;
3095
3096         if (n == 0)
3097                 return map_space_reset(map, type);
3098
3099         map = isl_map_cow(map);
3100         if (!map)
3101                 return NULL;
3102
3103         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3104         if (!map->dim)
3105                 goto error;
3106
3107         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3108                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3109                 if (!map->p[i])
3110                         goto error;
3111         }
3112
3113         return map;
3114 error:
3115         isl_map_free(map);
3116         return NULL;
3117 }
3118
3119 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3120                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3121 {
3122         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3123 }
3124
3125 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3126                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3127 {
3128         if (!map)
3129                 return NULL;
3130         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3131 }
3132
3133 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3134                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3135 {
3136         if (!set)
3137                 return NULL;
3138         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3139         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3140 error:
3141         isl_set_free(set);
3142         return NULL;
3143 }
3144
3145 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3146         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3147         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3148         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3149 {
3150         struct isl_dim_map *dim_map;
3151         struct isl_basic_map *res;
3152         enum isl_dim_type t;
3153         unsigned total, off;
3154
3155         if (!bmap)
3156                 return NULL;
3157         if (n == 0)
3158                 return bmap;
3159
3160         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3161                 goto error);
3162
3163         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3164                 return bmap;
3165
3166         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3167
3168         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3169             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3170                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3171                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3172                 if (!bmap)
3173                         return NULL;
3174
3175                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3176                                                 src_type, src_pos, n);
3177                 if (!bmap->dim)
3178                         goto error;
3179
3180                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3181
3182                 return bmap;
3183         }
3184
3185         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3186         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3187
3188         off = 0;
3189         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3190                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3191                 if (t == dst_type) {
3192                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3193                                             0, dst_pos, off);
3194                         off += dst_pos;
3195                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3196                                             src_pos, n, off);
3197                         off += n;
3198                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3199                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3200                         off += size - dst_pos;
3201                 } else if (t == src_type) {
3202                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3203                                             0, src_pos, off);
3204                         off += src_pos;
3205                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3206                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3207                         off += size - src_pos - n;
3208                 } else {
3209                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3210                         off += size;
3211                 }
3212         }
3213         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3214
3215         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3216                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3217         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3218
3219         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3220                                         src_type, src_pos, n);
3221         if (!bmap->dim)
3222                 goto error;
3223
3224         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3225         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3226         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3227
3228         return bmap;
3229 error:
3230         isl_basic_map_free(bmap);
3231         return NULL;
3232 }
3233
3234 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3235         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3236         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3237 {
3238         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3239                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3240 }
3241
3242 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3243         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3244         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3245 {
3246         if (!set)
3247                 return NULL;
3248         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3249         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3250                                         src_type, src_pos, n);
3251 error:
3252         isl_set_free(set);
3253         return NULL;
3254 }
3255
3256 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3257         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3258         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3259 {
3260         int i;
3261
3262         if (!map)
3263                 return NULL;
3264         if (n == 0)
3265                 return map;
3266
3267         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3268                 goto error);
3269
3270         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3271                 return map;
3272
3273         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3274
3275         map = isl_map_cow(map);
3276         if (!map)
3277                 return NULL;
3278
3279         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3280         if (!map->dim)
3281                 goto error;
3282
3283         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3284                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3285                                                 dst_type, dst_pos,
3286                                                 src_type, src_pos, n);
3287                 if (!map->p[i])
3288                         goto error;
3289         }
3290
3291         return map;
3292 error:
3293         isl_map_free(map);
3294         return NULL;
3295 }
3296
3297 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3298  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3299  * That's the responsibility of the caller.
3300  */
3301 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3302         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3303 {
3304         struct isl_dim_map *dim_map;
3305         struct isl_basic_map *res;
3306         enum isl_dim_type t;
3307         unsigned total, off;
3308
3309         if (!bmap)
3310                 return NULL;
3311         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3312                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3313                 return bmap;
3314
3315         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3316         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3317
3318         off = 0;
3319         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3320                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3321                 if (t == type) {
3322                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3323                                             0, first, off);
3324                         off += first;
3325                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3326                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3327                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3328                                             first + n, size - (first + n), off);
3329                         off += size - (first + n);
3330                 } else {
3331                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3332                         off += size;
3333                 }
3334         }
3335         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3336
3337         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3338                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3339         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3340         return res;
3341 }
3342
3343 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3344  * into existentially quantified variables.
3345  */
3346 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3347                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3348                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3349 {
3350         int i;
3351         size_t row_size;
3352         isl_int **new_div;
3353         isl_int *old;
3354
3355         if (n == 0)
3356                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3357
3358         if (!bmap)
3359                 return NULL;
3360
3361         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3362                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3363
3364         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3365                         goto error);
3366
3367         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3368         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3369         if (!bmap)
3370                 return NULL;
3371
3372         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3373         old = bmap->block2.data;
3374         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3375                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3376         if (!bmap->block2.data)
3377                 goto error;
3378         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3379         if (!new_div)
3380                 goto error;
3381         for (i = 0; i < n; ++i) {
3382                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3383                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3384                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3385         }
3386         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3387                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3388         free(bmap->div);
3389         bmap->div = new_div;
3390         bmap->n_div += n;
3391         bmap->extra += n;
3392
3393         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3394         if (!bmap->dim)
3395                 goto error;
3396         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3397         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3398         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3399 error:
3400         isl_basic_map_free(bmap);
3401         return NULL;
3402 }
3403
3404 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3405  * into existentially quantified variables.
3406  */
3407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3408                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3409 {
3410         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3411                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3412 }
3413
3414 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3415  * into existentially quantified variables.
3416  */
3417 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3418                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3419 {
3420         int i;
3421
3422         if (!map)
3423                 return NULL;
3424
3425         if (n == 0)
3426                 return map_space_reset(map, type);
3427
3428         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3429
3430         map = isl_map_cow(map);
3431         if (!map)
3432                 return NULL;
3433
3434         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3435         if (!map->dim)
3436                 goto error;
3437
3438         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3439                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3440                 if (!map->p[i])
3441                         goto error;
3442         }
3443
3444         return map;
3445 error:
3446         isl_map_free(map);
3447         return NULL;
3448 }
3449
3450 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3451  * into existentially quantified variables.
3452  */
3453 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3454                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3455 {
3456         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3457 }
3458
3459 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3460 {
3461         int i, j;
3462
3463         for (i = 0; i < n; ++i) {
3464                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3465                 if (j < 0)
3466                         goto error;
3467                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3468         }
3469         return bmap;
3470 error:
3471         isl_basic_map_free(bmap);
3472         return NULL;
3473 }
3474
3475 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3476                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3477 {
3478         isl_space *dim_result = NULL;
3479         struct isl_basic_map *bmap;
3480         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3481         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3482
3483         if (!bmap1 || !bmap2)
3484                 goto error;
3485
3486         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3487                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3488
3489         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3490         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3491         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3492         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3493
3494         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3495         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3496         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3497         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3498         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3499         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3500         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3501         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3502         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3503         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3504         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3505
3506         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3507                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3508                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3509                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3510         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3511         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3512         bmap = add_divs(bmap, n);
3513         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3514         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3515         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3516 error:
3517         isl_basic_map_free(bmap1);
3518         isl_basic_map_free(bmap2);
3519         return NULL;
3520 }
3521
3522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3523                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3524 {
3525         if (!bset || !bmap)
3526                 goto error;
3527
3528         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3529                     goto error);
3530
3531         return (struct isl_basic_set *)
3532                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3533 error:
3534         isl_basic_set_free(bset);
3535         isl_basic_map_free(bmap);
3536         return NULL;
3537 }
3538
3539 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3540                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3541 {
3542         if (!bmap1 || !bmap2)
3543                 goto error;
3544
3545         isl_assert(bmap1->ctx,
3546             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3547         isl_assert(bmap1->ctx,
3548             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3549             goto error);
3550
3551         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3552         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3553         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3554 error:
3555         isl_basic_map_free(bmap1);
3556         isl_basic_map_free(bmap2);
3557         return NULL;
3558 }
3559
3560 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3561  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3562  */
3563 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3564                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3565 {
3566         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3567         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3568         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3569         int i;
3570
3571         if (!bmap1 || !bmap2)
3572                 goto error;
3573
3574         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3575                 goto error);
3576
3577         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3578         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3579         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3580
3581         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3582         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3583         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3584         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3585         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3586         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3587         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3588         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3589         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3590         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3591         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3592
3593         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3594                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3595                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3596                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3597         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3598                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3599                 if (j < 0)
3600                         goto error;
3601                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3602                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3603                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3604                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3605         }
3606         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3607         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3608         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3609
3610         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3612 error:
3613         isl_basic_map_free(bmap);
3614         isl_basic_map_free(bmap1);
3615         isl_basic_map_free(bmap2);
3616         return NULL;
3617 }
3618
3619 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3620  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3621  */
3622 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3623 {
3624         struct isl_map *result;
3625         int i, j;
3626
3627         if (!map1 || !map2)
3628                 goto error;
3629
3630         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3631
3632         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3633                                 map1->n * map2->n, 0);
3634         if (!result)
3635                 goto error;
3636         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3637                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3638                         struct isl_basic_map *part;
3639                         part = isl_basic_map_sum(
3640                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3641                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3642                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3643                                 isl_basic_map_free(part);
3644                         else
3645                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3646                         if (!result)
3647                                 goto error;
3648                 }
3649         isl_map_free(map1);
3650         isl_map_free(map2);
3651         return result;
3652 error:
3653         isl_map_free(map1);
3654         isl_map_free(map2);
3655         return NULL;
3656 }
3657
3658 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3659         __isl_take isl_set *set2)
3660 {
3661         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3662 }
3663
3664 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3665  */
3666 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3667 {
3668         int i, j;
3669         unsigned off, n;
3670
3671         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3672         if (!bmap)
3673                 return NULL;
3674
3675         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3676         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3677         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3678                 for (j = 0; j < n; ++j)
3679                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3680         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3681                 for (j = 0; j < n; ++j)
3682                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3683         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3684                 for (j = 0; j < n; ++j)
3685                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3686         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3687         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3688 }
3689
3690 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3691 {
3692         return isl_basic_map_neg(bset);
3693 }
3694
3695 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3696  */
3697 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3698 {
3699         int i;
3700
3701         map = isl_map_cow(map);
3702         if (!map)
3703                 return NULL;
3704
3705         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3706                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3707                 if (!map->p[i])
3708                         goto error;
3709         }
3710
3711         return map;
3712 error:
3713         isl_map_free(map);
3714         return NULL;
3715 }
3716
3717 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3718 {
3719         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3720 }
3721
3722 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3723  * A -> floor(f(A)/d).
3724  */
3725 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3726                 isl_int d)
3727 {
3728         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3729         struct isl_basic_map *result = NULL;
3730         struct isl_dim_map *dim_map;
3731         int i;
3732
3733         if (!bmap)
3734                 return NULL;
3735
3736         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3737         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3738         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3739
3740         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3741         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3742         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3743         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3744         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3745         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3746
3747         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3748                         bmap->n_div + n_out,
3749                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3750         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3751         result = add_divs(result, n_out);
3752         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3753                 int j;
3754                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3755                 if (j < 0)
3756                         goto error;
3757                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3758                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3759                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3760                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3761                 if (j < 0)
3762                         goto error;
3763                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3764                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3765                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3766                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3767         }
3768
3769         result = isl_basic_map_simplify(result);
3770         return isl_basic_map_finalize(result);
3771 error:
3772         isl_basic_map_free(result);
3773         return NULL;
3774 }
3775
3776 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3777  * A -> floor(f(A)/d).
3778  */
3779 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3780 {
3781         int i;
3782
3783         map = isl_map_cow(map);
3784         if (!map)
3785                 return NULL;
3786
3787         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3788         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3789         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3790                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3791                 if (!map->p[i])
3792                         goto error;
3793         }
3794
3795         return map;
3796 error:
3797         isl_map_free(map);
3798         return NULL;
3799 }
3800
3801 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3802 {
3803         int i;
3804         unsigned nparam;
3805         unsigned n_in;
3806
3807         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3808         if (i < 0)
3809                 goto error;
3810         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3811         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3812         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3813         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3814         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3815         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3816 error:
3817         isl_basic_map_free(bmap);
3818         return NULL;
3819 }
3820
3821 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3822  */
3823 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3824 {
3825         int i;
3826         unsigned nparam;
3827         unsigned n_in;
3828
3829         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3830         if (i < 0)
3831                 goto error;
3832         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3833         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3834         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3835         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3836         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3837         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3838         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3839 error:
3840         isl_basic_map_free(bmap);
3841         return NULL;
3842 }
3843
3844 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3845  */
3846 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3847         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3848 {
3849         int i;
3850         unsigned nparam;
3851         unsigned n_in;
3852
3853         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3854         if (i < 0)
3855                 goto error;
3856         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3857         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3858         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3859         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3860         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3861         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3862 error:
3863         isl_basic_map_free(bmap);
3864         return NULL;
3865 }
3866
3867 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3868  */
3869 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3870 {
3871         int i;
3872         unsigned nparam;
3873         unsigned n_in;
3874
3875         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3876         if (i < 0)
3877                 goto error;
3878         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3879         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3880         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3881         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3882         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3883         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3884         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3885 error:
3886         isl_basic_map_free(bmap);
3887         return NULL;
3888 }
3889
3890 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3891  */
3892 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3893         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3894 {
3895         int i;
3896         unsigned nparam;
3897         unsigned n_in;
3898
3899         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3900         if (i < 0)
3901                 goto error;
3902         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3903         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3904         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3905         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3906         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3907         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3908 error:
3909         isl_basic_map_free(bmap);
3910         return NULL;
3911 }
3912
3913 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3914         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3915 {
3916         int i;
3917         struct isl_basic_map *bmap;
3918         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3919         if (!bmap)
3920                 return NULL;
3921         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3922                 bmap = var_equal(bmap, i);
3923         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3924 }
3925
3926 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3927  */
3928 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3929         unsigned pos)
3930 {
3931         int i;
3932         struct isl_basic_map *bmap;
3933         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3934         if (!bmap)
3935                 return NULL;
3936         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3937                 bmap = var_equal(bmap, i);
3938         if (bmap)
3939                 bmap = var_less(bmap, pos);
3940         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3941 }
3942
3943 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3944  */
3945 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3946         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3947 {
3948         int i;
3949         isl_basic_map *bmap;
3950
3951         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3952         for (i = 0; i < pos; ++i)
3953                 bmap = var_equal(bmap, i);
3954         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3955         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3956 }
3957
3958 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3959  */
3960 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3961         unsigned pos)
3962 {
3963         int i;
3964         struct isl_basic_map *bmap;
3965         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3966         if (!bmap)
3967                 return NULL;
3968         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3969                 bmap = var_equal(bmap, i);
3970         if (bmap)
3971                 bmap = var_more(bmap, pos);
3972         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3973 }
3974
3975 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3976  */
3977 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3978         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3979 {
3980         int i;
3981         isl_basic_map *bmap;
3982
3983         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3984         for (i = 0; i < pos; ++i)
3985                 bmap = var_equal(bmap, i);
3986         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3987         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3988 }
3989
3990 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3991         unsigned n, int equal)
3992 {
3993         struct isl_map *map;
3994         int i;
3995
3996         if (n == 0 && equal)
3997                 return isl_map_universe(dims);
3998
3999         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4000
4001         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4002                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4003                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4004         if (n > 0) {
4005                 if (equal)
4006                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4007                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4008                 else
4009                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4010                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4011         } else
4012                 isl_space_free(dims);
4013
4014         return map;
4015 }
4016
4017 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4018 {
4019         if (!dims)
4020                 return NULL;
4021         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4022 }
4023
4024 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4025 {
4026         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4027 }
4028
4029 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4030 {
4031         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4032 }
4033
4034 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4035 {
4036         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4037 }
4038
4039 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4040 {
4041         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4042 }
4043
4044 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4045         unsigned n, int equal)
4046 {
4047         struct isl_map *map;
4048         int i;
4049
4050         if (n == 0 && equal)
4051                 return isl_map_universe(dims);
4052
4053         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4054
4055         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4056                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4057                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4058         if (n > 0) {
4059                 if (equal)
4060                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4061                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4062                 else
4063                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4064                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4065         } else
4066                 isl_space_free(dims);
4067
4068         return map;
4069 }
4070
4071 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4072 {
4073         if (!dims)
4074                 return NULL;
4075         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4076 }
4077
4078 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4079 {
4080         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4081 }
4082
4083 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4084 {
4085         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4086 }
4087
4088 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4089 {
4090         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4091 }
4092
4093 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4094 {
4095         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4096 }
4097
4098 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4099         __isl_take isl_set *set2)
4100 {
4101         isl_map *map;
4102         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4103         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4104         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4105         return map;
4106 }
4107
4108 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4109         __isl_take isl_set *set2)
4110 {
4111         isl_map *map;
4112         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4113         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4114         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4115         return map;
4116 }
4117
4118 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4119         __isl_take isl_set *set2)
4120 {
4121         isl_map *map;
4122         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4123         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4124         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4125         return map;
4126 }
4127
4128 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4129         __isl_take isl_set *set2)
4130 {
4131         isl_map *map;
4132         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4133         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4134         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4135         return map;
4136 }
4137
4138 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4139         __isl_take isl_map *map2)
4140 {
4141         isl_map *map;
4142         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4143         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4144         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4145         return map;
4146 }
4147
4148 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4149         __isl_take isl_map *map2)
4150 {
4151         isl_map *map;
4152         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4153         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4154         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4155         return map;
4156 }
4157
4158 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4159         __isl_take isl_map *map2)
4160 {
4161         isl_map *map;
4162         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4163         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4164         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4165         return map;
4166 }
4167
4168 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4169         __isl_take isl_map *map2)
4170 {
4171         isl_map *map;
4172         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4173         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4174         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4175         return map;
4176 }
4177
4178 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4179         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4180 {
4181         struct isl_basic_map *bmap;
4182
4183         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4184         if (!bset || !dim)
4185                 goto error;
4186
4187         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4188         isl_space_free(bset->dim);
4189         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4190         bmap->dim = dim;
4191         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4192 error:
4193         isl_basic_set_free(bset);
4194         isl_space_free(dim);
4195         return NULL;
4196 }
4197
4198 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4199 {
4200         if (!bmap)
4201                 goto error;
4202         if (bmap->dim->n_in == 0)
4203                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4204         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4205         if (!bmap)
4206                 goto error;
4207         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4208         if (!bmap->dim)
4209                 goto error;
4210         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4211         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4212 error:
4213         isl_basic_map_free(bmap);
4214         return NULL;
4215 }
4216
4217 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4218  *
4219  *              f - m d >= 0
4220  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4221  *
4222  * Note that the second constraint is the negation of
4223  *
4224  *              f - m d >= n
4225  */
4226 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4227         unsigned pos, isl_int *div)
4228 {
4229         int i, j;
4230         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4231
4232         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4233         if (i < 0)
4234                 return -1;
4235         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4236         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4237
4238         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4239         if (j < 0)
4240                 return -1;
4241         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4242         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4243         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4244         return j;
4245 }
4246
4247 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4248         unsigned pos, isl_int *div)
4249 {
4250         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4251                                                         pos, div);
4252 }
4253
4254 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4255 {
4256         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4257         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4258
4259         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4260                                                         bmap->div[div]);
4261 }
4262
4263 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4264                 struct isl_basic_map *bmap)
4265 {
4266         if (!bmap)
4267                 goto error;
4268         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4269             bmap->n_div == 0 &&
4270             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4271             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4272                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4273         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4274         if (!bmap)
4275                 goto error;
4276         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4277         if (!bmap->dim)
4278                 goto error;
4279         bmap->extra -= bmap->n_div;
4280         bmap->n_div = 0;
4281         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4282         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4283 error:
4284         return NULL;
4285 }
4286
4287 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4288                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4289 {
4290         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4291 }
4292
4293 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4294         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4295 {
4296         struct isl_basic_map *bmap;
4297         struct isl_ctx *ctx;
4298         unsigned total;
4299         int i;
4300
4301         if (!bset || !like)
4302                 goto error;
4303         ctx = bset->ctx;
4304         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4305         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4306         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4307                         goto error);
4308         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4309                 isl_basic_map_free(like);
4310                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4311         }
4312         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4313         if (!bset)
4314                 goto error;
4315         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4316         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4317         isl_space_free(bmap->dim);
4318         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4319         if (!bmap->dim)
4320                 goto error;
4321         bmap->n_div = like->n_div;
4322         bmap->extra += like->n_div;
4323         if (bmap->extra) {
4324                 unsigned ltotal;
4325                 isl_int **div;
4326                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4327                 if (ltotal > total)
4328                         ltotal = total;
4329                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4330                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4331                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4332                         goto error;
4333                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4334                 if (!div)
4335                         goto error;
4336                 bmap->div = div;
4337                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4338                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4339                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4340                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4341                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4342                 }
4343                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4344                                                         0, 2 * like->n_div);
4345                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4346                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4347                                 continue;
4348                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4349                                 goto error;
4350                 }
4351         }
4352         isl_basic_map_free(like);
4353         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4354         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4355         return bmap;
4356 error:
4357         isl_basic_map_free(like);
4358         isl_basic_set_free(bset);
4359         return NULL;
4360 }
4361
4362 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4363         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4364 {
4365         return (struct isl_basic_set *)
4366                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4367 }
4368
4369 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4370         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4371 {
4372         int i;
4373
4374         if (!set || !like)
4375                 goto error;
4376         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4377                     goto error);
4378         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4379                 isl_basic_set_free(like);
4380                 return set;
4381         }
4382         set = isl_set_cow(set);
4383         if (!set)
4384                 goto error;
4385         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4386                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4387                                                       isl_basic_set_copy(like));
4388                 if (!set->p[i])
4389                         goto error;
4390         }
4391         isl_space_free(set->dim);
4392         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4393         if (!set->dim)
4394                 goto error;
4395         isl_basic_set_free(like);
4396         return set;
4397 error:
4398         isl_basic_set_free(like);
4399         isl_set_free(set);
4400         return NULL;
4401 }
4402
4403 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4404 {
4405         int i;
4406
4407         map = isl_map_cow(map);
4408         if (!map)
4409                 return NULL;
4410         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4411         if (!map->dim)
4412                 goto error;
4413
4414         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4415                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4416                                 goto error);
4417         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4418                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4419                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4420                 if (!map->p[i])
4421                         goto error;
4422         }
4423         if (map->n == 0)
4424                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4425         else {
4426                 isl_space_free(map->dim);
4427                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4428         }
4429         if (!map->dim)
4430                 goto error;
4431         return (struct isl_set *)map;
4432 error:
4433         isl_map_free(map);
4434         return NULL;
4435 }
4436
4437 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4438 {
4439         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4440 }
4441
4442 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4443         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4444 {
4445         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4446         if (!bmap || !dim)
4447                 goto error;
4448
4449         isl_space_free(bmap->dim);
4450         bmap->dim = dim;
4451
4452         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4453
4454         return bmap;
4455 error:
4456         isl_basic_map_free(bmap);
4457         isl_space_free(dim);
4458         return NULL;
4459 }
4460
4461 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4462         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4463 {
4464         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4465                                                         dim);
4466 }
4467
4468 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4469         __isl_take isl_space *dim)
4470 {
4471         int i;
4472
4473         map = isl_map_cow(map);
4474         if (!map || !dim)
4475                 goto error;
4476
4477         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4478                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4479                                                     isl_space_copy(dim));
4480                 if (!map->p[i])
4481                         goto error;
4482         }
4483         isl_space_free(map->dim);
4484         map->dim = dim;
4485
4486         return map;
4487 error:
4488         isl_map_free(map);
4489         isl_space_free(dim);
4490         return NULL;
4491 }
4492
4493 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4494         __isl_take isl_space *dim)
4495 {
4496         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4497 }
4498
4499 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4500  */
4501 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4502 {
4503         isl_space *space;
4504         unsigned n;
4505
4506         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4507                 return bset;
4508
4509         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4510         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4511         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4512         space = isl_space_params(space);
4513         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4514         return bset;
4515 }
4516
4517 /* Compute the parameter domain of the given set.
4518  */
4519 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4520 {
4521         isl_space *space;
4522         unsigned n;
4523
4524         if (isl_set_is_params(set))
4525                 return set;
4526
4527         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4528         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4529         space = isl_set_get_space(set);
4530         space = isl_space_params(space);
4531         set = isl_set_reset_space(set, space);
4532         return set;
4533 }
4534
4535 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4536  */
4537 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4538 {
4539         isl_space *space;
4540         space = isl_set_get_space(set);
4541         space = isl_space_set_from_params(space);
4542         set = isl_set_reset_space(set, space);
4543         return set;
4544 }
4545
4546 /* Compute the parameter domain of the given map.
4547  */
4548 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4549 {
4550         isl_space *space;
4551         unsigned n;
4552
4553         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4554         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4555         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4556         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4557         space = isl_map_get_space(map);
4558         space = isl_space_params(space);
4559         map = isl_map_reset_space(map, space);
4560         return map;
4561 }
4562
4563 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4564 {
4565         isl_space *dim;
4566         struct isl_basic_set *domain;
4567         unsigned n_in;
4568         unsigned n_out;
4569
4570         if (!bmap)
4571                 return NULL;
4572         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4573
4574         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4575         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4576         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4577         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4578
4579         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4580
4581         return domain;
4582 }
4583
4584 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4585 {
4586         if (!bmap)
4587                 return -1;
4588         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4589 }
4590
4591 /* Is this basic map actually a set?
4592  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4593  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4594  */
4595 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4596 {
4597         if (!bmap)
4598                 return -1;
4599         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4600 }
4601
4602 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4603 {
4604         if (!bmap)
4605                 return NULL;
4606         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4607                 return bmap;
4608         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4609 }
4610
4611 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4612         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4613 {
4614         int i, k;
4615         isl_space *dim;
4616         isl_basic_map *domain;
4617         int nparam, n_in, n_out;
4618         unsigned total;
4619
4620         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4621         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4622         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4623
4624         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4625         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4626
4627         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4628         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4629         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4630
4631         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4632
4633         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4634                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4635                 if (k < 0)
4636                         goto error;
4637                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4638                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4639                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4640         }
4641
4642         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4643         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4644 error:
4645         isl_basic_map_free(bmap);
4646         return NULL;
4647 }
4648
4649 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4650         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4651 {
4652         int i, k;
4653         isl_space *dim;
4654         isl_basic_map *range;
4655         int nparam, n_in, n_out;
4656         unsigned total;
4657
4658         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4659         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4660         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4661
4662         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4663         range = isl_basic_map_universe(dim);
4664
4665         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4666         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4667         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4668
4669         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4670
4671         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4672                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4673                 if (k < 0)
4674                         goto error;
4675                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4676                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4677                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4678         }
4679
4680         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4681         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4682 error:
4683         isl_basic_map_free(bmap);
4684         return NULL;
4685 }
4686
4687 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4688 {
4689         if (!map)
4690                 return -1;
4691         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4692 }
4693
4694 /* Is this map actually a set?
4695  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4696  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4697  */
4698 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4699 {
4700         if (!map)
4701                 return -1;
4702         return isl_space_is_set(map->dim);
4703 }
4704
4705 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4706 {
4707         int i;
4708         struct isl_set *set;
4709
4710         if (!map)
4711                 goto error;
4712         if (isl_map_is_set(map))
4713                 return (isl_set *)map;
4714
4715         map = isl_map_cow(map);
4716         if (!map)
4717                 goto error;
4718
4719         set = (struct isl_set *) map;
4720         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4721         if (!set->dim)
4722                 goto error;
4723         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4724                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4725                 if (!set->p[i])
4726                         goto error;
4727         }
4728         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4729         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4730         return set;
4731 error:
4732         isl_map_free(map);
4733         return NULL;
4734 }
4735
4736 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4737 {
4738         int i;
4739         isl_space *domain_dim;
4740
4741         map = isl_map_cow(map);
4742         if (!map)
4743                 return NULL;
4744
4745         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4746         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4747         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4748         if (!map->dim)
4749                 goto error;
4750         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4751                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4752                 if (!map->p[i])
4753                         goto error;
4754         }
4755         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4756         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4757         return map;
4758 error:
4759         isl_map_free(map);
4760         return NULL;
4761 }
4762
4763 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4764 {
4765         int i;
4766         isl_space *range_dim;
4767
4768         map = isl_map_cow(map);
4769         if (!map)
4770                 return NULL;
4771
4772         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4773         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4774         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4775         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4776         if (!map->dim)
4777                 goto error;
4778         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4779                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4780                 if (!map->p[i])
4781                         goto error;
4782         }
4783         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4784         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4785         return map;
4786 error:
4787         isl_map_free(map);
4788         return NULL;
4789 }
4790
4791 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4792         __isl_take isl_space *dim)
4793 {
4794         int i;
4795         struct isl_map *map = NULL;
4796
4797         set = isl_set_cow(set);
4798         if (!set || !dim)
4799                 goto error;
4800         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4801         map = (struct isl_map *)set;
4802         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4803                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4804                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4805                 if (!map->p[i])
4806                         goto error;
4807         }
4808         isl_space_free(map->dim);
4809         map->dim = dim;
4810         return map;
4811 error:
4812         isl_space_free(dim);
4813         isl_set_free(set);
4814         return NULL;
4815 }
4816
4817 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4818         __isl_take isl_basic_set *bset)
4819 {
4820         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4821 }
4822
4823 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4824         __isl_take isl_basic_set *bset)
4825 {
4826         isl_space *space;
4827         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4828         space = isl_space_from_range(space);
4829         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4830         return (isl_basic_map *)bset;
4831 }
4832
4833 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4834 {
4835         isl_space *space;
4836         space = isl_set_get_space(set);
4837         space = isl_space_from_range(space);
4838         set = isl_set_reset_space(set, space);
4839         return (struct isl_map *)set;
4840 }
4841
4842 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4843 {
4844         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4845 }
4846
4847 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4848         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4849 {
4850         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4851 }
4852
4853 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4854         __isl_take isl_set *range)
4855 {
4856         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4857 }
4858
4859 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4860 {
4861         int i;
4862         struct isl_set *set = NULL;
4863
4864         if (!map)
4865                 return NULL;
4866         map = isl_map_cow(map);
4867         if (!map)
4868                 return NULL;
4869         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4870         if (!map->dim)
4871                 goto error;
4872         set = (struct isl_set *)map;
4873         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4874                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4875                 if (!set->p[i])
4876                         goto error;
4877         }
4878         return set;
4879 error:
4880         isl_map_free(map);
4881         return NULL;
4882 }
4883
4884 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4885         unsigned flags)
4886 {
4887         struct isl_map *map;
4888
4889         if (!dim)
4890                 return NULL;
4891         if (n < 0)
4892                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4893                         "negative number of basic maps", goto error);
4894         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4895                         sizeof(struct isl_map) +
4896                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4897         if (!map)
4898                 goto error;
4899
4900         map->ctx = dim->ctx;
4901         isl_ctx_ref(map->ctx);
4902         map->ref = 1;
4903         map->size = n;
4904         map->n = 0;
4905         map->dim = dim;
4906         map->flags = flags;
4907         return map;
4908 error:
4909         isl_space_free(dim);
4910         return NULL;
4911 }
4912
4913 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4914                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4915                 unsigned flags)
4916 {
4917         struct isl_map *map;
4918         isl_space *dims;
4919
4920         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4921         if (!dims)
4922                 return NULL;
4923
4924         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4925         return map;
4926 }
4927
4928 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4929 {
4930         struct isl_basic_map *bmap;
4931         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4932         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4933         return bmap;
4934 }
4935
4936 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4937 {
4938         struct isl_basic_set *bset;
4939         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4940         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4941         return bset;
4942 }
4943
4944 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4945 {
4946         struct isl_basic_map *bmap;
4947         if (!model)
4948                 return NULL;
4949         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4950         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4951         return bmap;
4952 }
4953
4954 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4955 {
4956         struct isl_basic_map *bmap;
4957         if (!model)
4958                 return NULL;
4959         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4960         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4961         return bmap;
4962 }
4963
4964 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4965 {
4966         struct isl_basic_set *bset;
4967         if (!model)
4968                 return NULL;
4969         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4970         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4971         return bset;
4972 }
4973
4974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4975 {
4976         struct isl_basic_map *bmap;
4977         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4978         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4979         return bmap;
4980 }
4981
4982 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4983 {
4984         struct isl_basic_set *bset;
4985         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4986         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4987         return bset;
4988 }
4989
4990 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4991 {
4992         int i;
4993         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4994         isl_basic_map *bmap;
4995
4996         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4997         for (i = 0; i < total; ++i) {
4998                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4999                 if (k < 0)
5000                         goto error;
5001                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5002                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5003         }
5004         return bmap;
5005 error:
5006         isl_basic_map_free(bmap);
5007         return NULL;
5008 }
5009
5010 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5011 {
5012         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5013 }
5014
5015 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5016 {
5017         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5018 }
5019
5020 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5021 {
5022         return isl_map_nat_universe(dim);
5023 }
5024
5025 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5026                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5027 {
5028         if (!model)
5029                 return NULL;
5030         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5031 }
5032
5033 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5034 {
5035         if (!model)
5036                 return NULL;
5037         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5038 }
5039
5040 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5041         __isl_keep isl_set *model)
5042 {
5043         if (!model)
5044                 return NULL;
5045         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5046 }
5047
5048 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5049 {
5050         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5051 }
5052
5053 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5054 {
5055         if (!model)
5056                 return NULL;
5057         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5058 }
5059
5060 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5061 {
5062         if (!model)
5063                 return NULL;
5064         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5065 }
5066
5067 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5068 {
5069         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5070 }
5071
5072 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5073 {
5074         if (!model)
5075                 return NULL;
5076         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5077 }
5078
5079 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5080 {
5081         struct isl_map *map;
5082         if (!dim)
5083                 return NULL;
5084         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5085         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5086         return map;
5087 }
5088
5089 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5090 {
5091         struct isl_set *set;
5092         if (!dim)
5093                 return NULL;
5094         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5095         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5096         return set;
5097 }
5098
5099 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5100 {
5101         if (!model)
5102                 return NULL;
5103         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5104 }
5105
5106 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5107 {
5108         int i;
5109         struct isl_map *dup;
5110
5111         if (!map)
5112                 return NULL;
5113         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5114         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5115                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5116         return dup;
5117 }
5118
5119 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5120                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5121 {
5122         if (!bmap || !map)
5123                 goto error;
5124         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5125                 isl_basic_map_free(bmap);
5126                 return map;
5127         }
5128         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5129         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5130         map->p[map->n] = bmap;
5131         map->n++;
5132         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5133         return map;
5134 error:
5135         if (map)
5136                 isl_map_free(map);
5137         if (bmap)
5138                 isl_basic_map_free(bmap);
5139         return NULL;
5140 }
5141
5142 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5143 {
5144         int i;
5145
5146         if (!map)
5147                 return NULL;
5148
5149         if (--map->ref > 0)
5150                 return NULL;
5151
5152         isl_ctx_deref(map->ctx);
5153         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5154                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5155         isl_space_free(map->dim);
5156         free(map);
5157
5158         return NULL;
5159 }
5160
5161 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5162                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5163 {
5164         int i;
5165
5166         base = isl_map_cow(base);
5167         if (!base)
5168                 return NULL;
5169
5170         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5171         if (!base->dim)
5172                 goto error;
5173         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5174                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5175                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5176                 if (!base->p[i])
5177                         goto error;
5178         }
5179         return base;
5180 error:
5181         isl_map_free(base);
5182         return NULL;
5183 }
5184
5185 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5186                 unsigned nparam, unsigned dim)
5187 {
5188         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5189                                                         nparam, 0, dim);
5190 }
5191
5192 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5193         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5194 {
5195         int j;
5196
5197         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5198         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5199         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5200         if (j < 0)
5201                 goto error;
5202         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5203         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5204         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5205         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5206         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5207 error:
5208         isl_basic_map_free(bmap);
5209         return NULL;
5210 }
5211
5212 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5213         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5214 {
5215         int j;
5216
5217         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5218         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5219         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5220         if (j < 0)
5221                 goto error;
5222         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5223         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5224         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5225         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5226         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5227 error:
5228         isl_basic_map_free(bmap);
5229         return NULL;
5230 }
5231
5232 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5233                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5234 {
5235         if (!bmap)
5236                 return NULL;
5237         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5238         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5239                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5240 error:
5241         isl_basic_map_free(bmap);
5242         return NULL;
5243 }
5244
5245 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5246                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5247 {
5248         if (!bmap)
5249                 return NULL;
5250         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5251         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5252                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5253 error:
5254         isl_basic_map_free(bmap);
5255         return NULL;
5256 }
5257
5258 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5259                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5260 {
5261         return (struct isl_basic_set *)
5262                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5263                                         type, pos, value);
5264 }
5265
5266 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5267                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5268 {
5269         return (struct isl_basic_set *)
5270                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5271                                         type, pos, value);
5272 }
5273
5274 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5275                 unsigned input, int value)
5276 {
5277         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5278 }
5279
5280 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5281                 unsigned dim, int value)
5282 {
5283         return (struct isl_basic_set *)
5284                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5285                                         isl_dim_set, dim, value);
5286 }
5287
5288 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5289 {
5290         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5291
5292         if (empty < 0)
5293                 return -1;
5294         if (!empty)
5295                 return 0;
5296
5297         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5298         if (i != map->n - 1) {
5299                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5300                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5301         }
5302         map->n--;
5303
5304         return 0;
5305 }
5306
5307 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5308                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5309 {
5310         int i;
5311
5312         map = isl_map_cow(map);
5313         if (!map)
5314                 return NULL;
5315
5316         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5317         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5318                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5319                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5320                         goto error;
5321         }
5322         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5323         return map;
5324 error:
5325         isl_map_free(map);
5326         return NULL;
5327 }
5328
5329 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5330                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5331 {
5332         return (struct isl_set *)
5333                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5334 }
5335
5336 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5337                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5338 {
5339         int i;
5340
5341         map = isl_map_cow(map);
5342         if (!map)
5343                 return NULL;
5344
5345         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5346         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5347                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5348                 if (!map->p[i])
5349                         goto error;
5350         }
5351         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5352         return map;
5353 error:
5354         isl_map_free(map);
5355         return NULL;
5356 }
5357
5358 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5359                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5360 {
5361         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5362 }
5363
5364 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5365                 unsigned input, int value)
5366 {
5367         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5368 }
5369
5370 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5371 {
5372         return (struct isl_set *)
5373                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5374 }
5375
5376 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5377         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5378         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5379 {
5380         int j;
5381
5382         if (!bmap)
5383                 return NULL;
5384         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5385         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5386         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5387         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5388         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5389         if (j < 0)
5390                 goto error;
5391         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5392         if (upper) {
5393                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5394                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5395         } else {
5396                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5397                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5398         }
5399         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5400         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5401 error:
5402         isl_basic_map_free(bmap);
5403         return NULL;
5404 }
5405
5406 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5407         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5408         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5409 {
5410         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5411 }
5412
5413 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5414  */
5415 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5416         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5417         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5418 {
5419         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5420 }
5421
5422 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5423         unsigned dim, isl_int value)
5424 {
5425         int j;
5426
5427         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5428         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5429         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5430         if (j < 0)
5431                 goto error;
5432         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5433         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5434         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5435         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5436         return isl_basic_set_finalize(bset);
5437 error:
5438         isl_basic_set_free(bset);
5439         return NULL;
5440 }
5441
5442 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5443         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5444 {
5445         int i;
5446
5447         map = isl_map_cow(map);
5448         if (!map)
5449                 return NULL;
5450
5451         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5452         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5453                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5454                                                  type, pos, value, upper);
5455                 if (!map->p[i])
5456                         goto error;
5457         }
5458         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5459         return map;
5460 error:
5461         isl_map_free(map);
5462         return NULL;
5463 }
5464
5465 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5466         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5467 {
5468         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5469 }
5470
5471 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5472         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5473 {
5474         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5475 }
5476
5477 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5478                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5479 {
5480         return (struct isl_set *)
5481                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5482 }
5483
5484 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5485         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5486 {
5487         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5488 }
5489
5490 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5491  * is set) to "value".
5492  */
5493 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5494         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5495         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5496 {
5497         int j;
5498
5499         if (!bmap)
5500                 return NULL;
5501         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5502                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5503                         "index out of bounds", goto error);
5504         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5505         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5506         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5507         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5508         if (j < 0)
5509                 goto error;
5510         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5511         if (upper) {
5512                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5513                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5514         } else {
5515                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5516                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5517         }
5518         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5519         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5520 error:
5521         isl_basic_map_free(bmap);
5522         return NULL;
5523 }
5524
5525 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5526  * is set) to "value".
5527  */
5528 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5529         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5530 {
5531         int i;
5532
5533         map = isl_map_cow(map);
5534         if (!map)
5535                 return NULL;
5536
5537         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5538                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5539                         "index out of bounds", goto error);
5540         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5541                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5542                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5543                         goto error;
5544         }
5545         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5546         return map;
5547 error:
5548         isl_map_free(map);
5549         return NULL;
5550 }
5551
5552 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5553         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5554 {
5555         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5556 }
5557
5558 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5559         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5560 {
5561         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5562 }
5563
5564 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5565         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5566 {
5567         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5568 }
5569
5570 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5571         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5572 {
5573         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5574 }
5575
5576 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5577                                         isl_int value)
5578 {
5579         int i;
5580
5581         set = isl_set_cow(set);
5582         if (!set)
5583                 return NULL;
5584
5585         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5586         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5587                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5588                 if (!set->p[i])
5589                         goto error;
5590         }
5591         return set;
5592 error:
5593         isl_set_free(set);
5594         return NULL;
5595 }
5596
5597 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5598 {
5599         int i;
5600
5601         map = isl_map_cow(map);
5602         if (!map)
5603                 return NULL;
5604
5605         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5606         if (!map->dim)
5607                 goto error;
5608         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5609                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5610                 if (!map->p[i])
5611                         goto error;
5612         }
5613         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5614         return map;
5615 error:
5616         isl_map_free(map);
5617         return NULL;
5618 }
5619
5620 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5621                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5622                 struct isl_set **empty, int max)
5623 {
5624         if (!bmap)
5625                 goto error;
5626         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5627                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5628         else
5629                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5630 error:
5631         isl_basic_map_free(bmap);
5632         isl_basic_set_free(dom);
5633         if (empty)
5634                 *empty = NULL;
5635         return NULL;
5636 }
5637
5638 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5639                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5640                 struct isl_set **empty)
5641 {
5642         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5643 }
5644
5645 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5646                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5647                 struct isl_set **empty)
5648 {
5649         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5650 }
5651
5652 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5653                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5654                 struct isl_set **empty)
5655 {
5656         return (struct isl_set *)
5657                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5658                         dom, empty);
5659 }
5660
5661 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5662                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5663                 struct isl_set **empty)
5664 {
5665         return (struct isl_set *)
5666                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5667                         dom, empty);
5668 }
5669
5670 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5671         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5672         __isl_give isl_set **empty)
5673 {
5674         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5675 }
5676
5677 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5678         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5679         __isl_give isl_set **empty)
5680 {
5681         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5682 }
5683
5684 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5685         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5686         __isl_give isl_set **empty)
5687 {
5688         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5689 }
5690
5691 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5692         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5693         __isl_give isl_set **empty)
5694 {
5695         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5696 }
5697
5698 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5699         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5700 {
5701         isl_basic_set *dom = NULL;
5702         isl_space *dom_space;
5703
5704         if (!bmap)
5705                 goto error;
5706         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5707         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5708         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5709 error:
5710         isl_basic_map_free(bmap);
5711         return NULL;
5712 }
5713
5714 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5715         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5716 {
5717         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5718 }
5719
5720 #undef TYPE
5721 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5722 #undef SUFFIX
5723 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5724 #undef EMPTY
5725 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5726 #undef ADD
5727 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5728 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5729
5730 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5731  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5732  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5733  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5734  *
5735  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5736  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5737  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5738  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5739  * update both "res" and "todo".
5740  */
5741 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5742         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5743         __isl_give isl_set **empty, int max)
5744 {
5745         int i;
5746         isl_pw_multi_aff *res;
5747         isl_set *todo;
5748
5749         if (!map || !dom)
5750                 goto error;
5751
5752         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5753                 if (empty)
5754                         *empty = dom;
5755                 else
5756                         isl_set_free(dom);
5757                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5758         }
5759
5760         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5761                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5762                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5763
5764         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5765                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5766                 isl_set *todo_i;
5767
5768                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5769                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5770                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5771
5772                 if (max)
5773                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5774                 else
5775                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5776
5777                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5778         }
5779
5780         isl_set_free(dom);
5781         isl_map_free(map);
5782
5783         if (empty)
5784                 *empty = todo;
5785         else
5786                 isl_set_free(todo);
5787
5788         return res;
5789 error:
5790         if (empty)
5791                 *empty = NULL;
5792         isl_set_free(dom);
5793         isl_map_free(map);
5794         return NULL;
5795 }
5796
5797 #undef TYPE
5798 #define TYPE    isl_map
5799 #undef SUFFIX
5800 #define SUFFIX
5801 #undef EMPTY
5802 #define EMPTY   isl_map_empty
5803 #undef ADD
5804 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5805 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5806
5807 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5808  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5809  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5810  *
5811  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5812  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5813  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5814  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5815  * update both "res" and "todo".
5816  *
5817  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5818  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5819  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5820  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5821  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5822  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5823  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5824  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5825  * for the ith basic map, i.e.,
5826  *
5827  *      todo^i = todo^k * todo_i
5828  *
5829  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5830  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5831  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5832  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5833  * the lexicographic order.)
5834  * In practice, we compute
5835  *
5836  *      res^k * (res_i . "<=")
5837  *
5838  * and
5839  *
5840  *      res_i * (res^k . "<")
5841  *
5842  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5843  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5844  * that one, i.e.,
5845  *
5846  *      res^k * todo_i
5847  * and
5848  *      res_i * todo^k
5849  *
5850  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5851  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5852  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5853  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5854  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5855  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5856  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5857  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5858  * the previous basic maps.
5859  */
5860 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5861                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5862                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5863 {
5864         int i;
5865         struct isl_map *res;
5866         struct isl_set *todo;
5867
5868         if (!map || !dom)
5869                 goto error;
5870
5871         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5872                 if (empty)
5873                         *empty = dom;
5874                 else
5875                         isl_set_free(dom);
5876                 return map;
5877         }
5878
5879         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5880                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5881
5882         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5883                 isl_map *lt, *le;
5884                 isl_map *res_i;
5885                 isl_set *todo_i;
5886                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5887
5888                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5889                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5890
5891                 if (max) {
5892                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5893                         le = isl_map_lex_le(dim);
5894                 } else {
5895                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5896                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5897                 }
5898                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5899                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5900                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5901                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5902
5903                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5904                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5905                                                         isl_set_copy(todo_i));
5906                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5907                                                         isl_set_copy(todo));
5908                 }
5909
5910                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5911                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5912                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5913
5914                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5915         }
5916
5917         isl_set_free(dom);
5918         isl_map_free(map);
5919
5920         if (empty)
5921                 *empty = todo;
5922         else
5923                 isl_set_free(todo);
5924
5925         return res;
5926 error:
5927         if (empty)
5928                 *empty = NULL;
5929         isl_set_free(dom);
5930         isl_map_free(map);
5931         return NULL;
5932 }
5933
5934 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5935                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5936                 __isl_give isl_set **empty)
5937 {
5938         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5939 }
5940
5941 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5942                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5943                 __isl_give isl_set **empty)
5944 {
5945         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5946 }
5947
5948 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5949                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5950                 __isl_give isl_set **empty)
5951 {
5952         return (struct isl_set *)
5953                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5954                         dom, empty);
5955 }
5956
5957 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5958                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5959                 __isl_give isl_set **empty)
5960 {
5961         return (struct isl_set *)
5962                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5963                         dom, empty);
5964 }
5965
5966 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5967 {
5968         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5969         isl_space *dom_dim;
5970
5971         if (!bmap)
5972                 goto error;
5973         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5974         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5975         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5976 error:
5977         isl_basic_map_free(bmap);
5978         return NULL;
5979 }
5980
5981 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5982 {
5983         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5984 }
5985
5986 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5987 {
5988         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5989 }
5990
5991 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5992 {
5993         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5994 }
5995
5996 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5997 {
5998         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5999 }
6000
6001 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6002 {
6003         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6004 }
6005
6006 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6007 {
6008         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6009 }
6010
6011 /* Extract the first and only affine expression from list
6012  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6013  * This domain is known to be disjoint from other domains
6014  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6015  */
6016 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6017         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6018 {
6019         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6020         isl_aff *aff;
6021         isl_pw_aff **pwaff = user;
6022         isl_pw_aff *pwaff_i;
6023
6024         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6025                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6026                         "expecting single element list", goto error);
6027
6028         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6029         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6030
6031         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6032
6033         isl_aff_list_free(list);
6034
6035         return 0;
6036 error:
6037         isl_basic_set_free(dom);
6038         isl_aff_list_free(list);
6039         return -1;
6040 }
6041
6042 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6043  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6044  *
6045  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6046  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6047  */
6048 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6049         int max)
6050 {
6051         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6052         isl_pw_aff *pwaff;
6053         int r;
6054
6055         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6056         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6057         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6058
6059         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6060         if (r < 0)
6061                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6062
6063         return pwaff;
6064 }
6065
6066 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6067  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6068  * but independently of the other output dimensions.
6069  *
6070  * We first project out the other output dimension and then compute
6071  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6072  * using isl_pw_aff_union_max.
6073  */
6074 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6075         int max)
6076 {
6077         int i;
6078         isl_pw_aff *pwaff;
6079         unsigned n_out;
6080
6081         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6082         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6083         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6084         if (!map)
6085                 return NULL;
6086
6087         if (map->n == 0) {
6088                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6089                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6090                 isl_map_free(map);
6091                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6092         }
6093
6094         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6095         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6096                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6097
6098                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6099                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6100         }
6101
6102         isl_map_free(map);
6103
6104         return pwaff;
6105 }
6106
6107 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6108  * parameters and input dimensions, but independently of
6109  * the other output dimensions.
6110  */
6111 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6112 {
6113         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6114 }
6115
6116 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6117  * as a function of the parameters,
6118  * but independently of the other set dimensions.
6119  */
6120 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6121         int max)
6122 {
6123         return map_dim_opt(set, pos, max);
6124 }
6125
6126 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6127  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6128  */
6129 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6130 {
6131         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6132 }
6133
6134 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6135  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6136  */
6137 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6138 {
6139         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6140 }
6141
6142 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6143  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6144  */
6145 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6146         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6147 {
6148         unsigned nparam;
6149
6150         if (!bset || !mat)
6151                 goto error;
6152
6153         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6154         if (!bset->dim)
6155                 goto error;
6156
6157         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6158
6159         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6160
6161         bset->dim->nparam = 0;
6162         bset->dim->n_out = nparam;
6163         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6164         if (bset) {
6165                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6166                 bset->dim->n_out = 0;
6167         }
6168         return bset;
6169 error:
6170         isl_mat_free(mat);
6171         isl_basic_set_free(bset);
6172         return NULL;
6173 }
6174
6175 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6176  * set is assumed to have only parameters and divs.
6177  */
6178 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6179         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6180 {
6181         isl_space *dim = NULL;
6182         unsigned nparam;
6183
6184         if (!set || !mat)
6185                 goto error;
6186
6187         dim = isl_space_copy(set->dim);
6188         dim = isl_space_cow(dim);
6189         if (!dim)
6190                 goto error;
6191
6192         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6193
6194         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6195
6196         dim->nparam = 0;
6197         dim->n_out = nparam;
6198         isl_set_reset_space(set, dim);
6199         set = isl_set_preimage(set, mat);
6200         if (!set)
6201                 goto error2;
6202         dim = isl_space_copy(set->dim);
6203         dim = isl_space_cow(dim);
6204         if (!dim)
6205                 goto error2;
6206         dim->nparam = dim->n_out;
6207         dim->n_out = 0;
6208         isl_set_reset_space(set, dim);
6209         return set;
6210 error:
6211         isl_space_free(dim);
6212         isl_mat_free(mat);
6213 error2:
6214         isl_set_free(set);
6215         return NULL;
6216 }
6217
6218 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6219  * equalities in "eq".
6220  */
6221 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6222         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6223 {
6224         int i, k;
6225         unsigned len;
6226
6227         if (!bset || !eq)
6228                 goto error;
6229
6230         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6231                                         eq->n_row, 0);
6232         if (!bset)
6233                 goto error;
6234
6235         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6236         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6237                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6238                 if (k < 0)
6239                         goto error;
6240                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6241                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6242         }
6243         isl_mat_free(eq);
6244
6245         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6246         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6247
6248         return bset;
6249 error:
6250         isl_mat_free(eq);
6251         isl_basic_set_free(bset);
6252         return NULL;
6253 }
6254
6255 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6256  * equalities in "eq".
6257  */
6258 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6259         struct isl_mat *eq)
6260 {
6261         int i;
6262
6263         if (!set || !eq)
6264                 goto error;
6265
6266         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6267                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6268                                         isl_mat_copy(eq));
6269                 if (!set->p[i])
6270                         goto error;
6271         }
6272         isl_mat_free(eq);
6273         return set;
6274 error:
6275         isl_mat_free(eq);
6276         isl_set_free(set);
6277         return NULL;
6278 }
6279
6280 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6281  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6282  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6283  * The output has the same parameters, but only
6284  * explicit existentially quantified variables.
6285  *
6286  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6287  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6288  * among the parameters by performing a variable compression on
6289  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6290  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6291  */
6292 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6293 {
6294         int i, j;
6295         struct isl_mat *eq;
6296         struct isl_mat *T, *T2;
6297         struct isl_set *set;
6298         unsigned nparam, n_div;
6299
6300         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6301         if (!bset)
6302                 return NULL;
6303
6304         if (bset->n_eq == 0)
6305                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6306
6307         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6308
6309         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6310         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6311
6312         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6313                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6314                         ++i;
6315         }
6316         if (i == bset->n_eq)
6317                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6318
6319         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6320                 0, 1 + nparam);
6321         eq = isl_mat_cow(eq);
6322         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6323         if (T && T->n_col == 0) {
6324                 isl_mat_free(T);
6325                 isl_mat_free(T2);
6326                 isl_mat_free(eq);
6327                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6328                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6329         }
6330         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6331
6332         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6333         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6334         set = set_append_equalities(set, eq);
6335         return set;
6336 }
6337
6338 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6339  * quantified variables.
6340  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6341  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6342  * no input or output dimensions and the dimension specification
6343  * is reset to that of the input.
6344  */
6345 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6346 {
6347         struct isl_basic_set *bset;
6348         struct isl_set *set;
6349         struct isl_map *map;
6350         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6351         unsigned         nparam;
6352         unsigned         n_in;
6353         unsigned         n_out;
6354
6355         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6356         if (!bmap)
6357                 return NULL;
6358
6359         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6360         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6361         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6362         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6363         if (!dim)
6364                 goto error;
6365
6366         orig_dim = bmap->dim;
6367         bmap->dim = dim;
6368         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6369
6370         set = parameter_compute_divs(bset);
6371         map = (struct isl_map *)set;
6372         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6373
6374         return map;
6375 error:
6376         isl_basic_map_free(bmap);
6377         return NULL;
6378 }
6379
6380 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6381 {
6382         int i;
6383         unsigned off;
6384
6385         if (!bmap)
6386                 return -1;
6387
6388         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6389         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6390                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6391                         return 0;
6392                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6393                                 return -1);
6394         }
6395         return 1;
6396 }
6397
6398 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6399 {
6400         int i;
6401
6402         if (!map)
6403                 return -1;
6404
6405         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6406                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6407                 if (known <= 0)
6408                         return known;
6409         }
6410
6411         return 1;
6412 }
6413
6414 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6415  * expressions for them.  However, this computation may be
6416  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6417  * strictly needed.
6418  */
6419 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6420 {
6421         int known;
6422         struct isl_map *map;
6423
6424         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6425         if (known < 0)
6426                 goto error;
6427         if (known)
6428                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6429
6430         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6431
6432         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6433         if (known < 0)
6434                 goto error;
6435         if (known)
6436                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6437
6438         map = compute_divs(bmap);
6439         return map;
6440 error:
6441         isl_basic_map_free(bmap);
6442         return NULL;
6443 }
6444
6445 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6446 {
6447         int i;
6448         int known;
6449         struct isl_map *res;
6450
6451         if (!map)
6452                 return NULL;
6453         if (map->n == 0)
6454                 return map;
6455
6456         known = map_divs_known(map);
6457         if (known < 0) {
6458                 isl_map_free(map);
6459                 return NULL;
6460         }
6461         if (known)
6462                 return map;
6463
6464         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6465         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6466                 struct isl_map *r2;
6467                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6468                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6469                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6470                 else
6471                         res = isl_map_union(res, r2);
6472         }
6473         isl_map_free(map);
6474
6475         return res;
6476 }
6477
6478 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6479 {
6480         return (struct isl_set *)
6481                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6482 }
6483
6484 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6485 {
6486         return (struct isl_set *)
6487                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6488 }
6489
6490 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6491 {
6492         int i;
6493         struct isl_set *set;
6494
6495         if (!map)
6496                 goto error;
6497
6498         map = isl_map_cow(map);
6499         if (!map)
6500                 return NULL;
6501
6502         set = (struct isl_set *)map;
6503         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6504         if (!set->dim)
6505                 goto error;
6506         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6507                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6508                 if (!set->p[i])
6509                         goto error;
6510         }
6511         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6512         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6513         return set;
6514 error:
6515         isl_map_free(map);
6516         return NULL;
6517 }
6518
6519 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6520  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6521  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6522  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6523  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6524  * may not be disjoint.
6525  *
6526  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6527  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6528  */
6529 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6530         __isl_take isl_map *map2)
6531 {
6532         int i;
6533         unsigned flags = 0;
6534         struct isl_map *map = NULL;
6535         int is_universe;
6536
6537         if (!map1 || !map2)
6538                 goto error;
6539
6540         if (map1->n == 0) {
6541                 isl_map_free(map1);
6542                 return map2;
6543         }
6544         if (map2->n == 0) {
6545                 isl_map_free(map2);
6546                 return map1;
6547         }
6548
6549         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6550         if (is_universe < 0)
6551                 goto error;
6552         if (is_universe) {
6553                 isl_map_free(map2);
6554                 return map1;
6555         }
6556
6557         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6558         if (is_universe < 0)
6559                 goto error;
6560         if (is_universe) {
6561                 isl_map_free(map1);
6562                 return map2;
6563         }
6564
6565         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6566
6567         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6568             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6569                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6570
6571         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6572                                 map1->n + map2->n, flags);
6573         if (!map)
6574                 goto error;
6575         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6576                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6577                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6578                 if (!map)
6579                         goto error;
6580         }
6581         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6582                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6583                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6584                 if (!map)
6585                         goto error;
6586         }
6587         isl_map_free(map1);
6588         isl_map_free(map2);
6589         return map;
6590 error:
6591         isl_map_free(map);
6592         isl_map_free(map1);
6593         isl_map_free(map2);
6594         return NULL;
6595 }
6596
6597 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6598         __isl_take isl_map *map2)
6599 {
6600         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6601 }
6602
6603 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6604 {
6605         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6606         if (!map1)
6607                 return NULL;
6608         if (map1->n > 1)
6609                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6610         return map1;
6611 }
6612
6613 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6614                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6615 {
6616         return (struct isl_set *)
6617                 isl_map_union_disjoint(
6618                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6619 }
6620
6621 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6622 {
6623         return (struct isl_set *)
6624                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6625 }
6626
6627 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6628  * the results.
6629  *
6630  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6631  */
6632 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6633         __isl_take isl_set *set,
6634         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6635                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6636 {
6637         unsigned flags = 0;
6638         struct isl_map *result;
6639         int i, j;
6640
6641         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6642                 isl_set_free(set);
6643                 return map;
6644         }
6645
6646         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6647             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6648                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6649
6650         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6651                                         map->n * set->n, flags);
6652         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6653                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6654                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6655                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6656                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6657                         if (!result)
6658                                 break;
6659                 }
6660
6661         isl_map_free(map);
6662         isl_set_free(set);
6663         return result;
6664 }
6665
6666 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6667         __isl_take isl_set *set)
6668 {
6669         if (!map || !set)
6670                 goto error;
6671
6672         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6673                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6674                         "incompatible spaces", goto error);
6675
6676         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6677 error:
6678         isl_map_free(map);
6679         isl_set_free(set);
6680         return NULL;
6681 }
6682
6683 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6684         __isl_take isl_set *set)
6685 {
6686         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6687 }
6688
6689 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6690         __isl_take isl_set *set)
6691 {
6692         if (!map || !set)
6693                 goto error;
6694
6695         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6696                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6697                         "incompatible spaces", goto error);
6698
6699         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6700 error:
6701         isl_map_free(map);
6702         isl_set_free(set);
6703         return NULL;
6704 }
6705
6706 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6707         __isl_take isl_set *set)
6708 {
6709         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6710                                                 &map_intersect_domain);
6711 }
6712
6713 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6714         __isl_take isl_map *map2)
6715 {
6716         if (!map1 || !map2)
6717                 goto error;
6718         map1 = isl_map_reverse(map1);
6719         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6720         return isl_map_reverse(map1);
6721 error:
6722         isl_map_free(map1);
6723         isl_map_free(map2);
6724         return NULL;
6725 }
6726
6727 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6728         __isl_take isl_map *map2)
6729 {
6730         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6731 }
6732
6733 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6734         __isl_take isl_map *map2)
6735 {
6736         isl_space *dim_result;
6737         struct isl_map *result;
6738         int i, j;
6739
6740         if (!map1 || !map2)
6741                 goto error;
6742
6743         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6744                                   isl_space_copy(map2->dim));
6745
6746         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6747         if (!result)
6748                 goto error;
6749         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6750                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6751                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6752                             isl_basic_map_apply_range(
6753                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6754                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6755                         if (!result)
6756                                 goto error;
6757                 }
6758         isl_map_free(map1);
6759         isl_map_free(map2);
6760         if (result && result->n <= 1)
6761                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6762         return result;
6763 error:
6764         isl_map_free(map1);
6765         isl_map_free(map2);
6766         return NULL;
6767 }
6768
6769 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6770         __isl_take isl_map *map2)
6771 {
6772         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6773 }
6774
6775 /*
6776  * returns range - domain
6777  */
6778 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6779 {
6780         isl_space *dims, *target_dim;
6781         struct isl_basic_set *bset;
6782         unsigned dim;
6783         unsigned nparam;
6784         int i;
6785
6786         if (!bmap)
6787                 goto error;
6788         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6789                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6790                    goto error);
6791         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6792         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6793         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6794         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6795         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6796         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6797         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6798         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6799         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6800         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6801                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6802                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6803                 if (j < 0)
6804                         goto error;
6805                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6806                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6807                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6808                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6809         }
6810         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6811         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6812         return bset;
6813 error:
6814         isl_basic_map_free(bmap);
6815         return NULL;
6816 }
6817
6818 /*
6819  * returns range - domain
6820  */
6821 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6822 {
6823         int i;
6824         isl_space *dim;
6825         struct isl_set *result;
6826
6827         if (!map)
6828                 return NULL;
6829
6830         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6831                                                  map->dim, isl_dim_out),
6832                    goto error);
6833         dim = isl_map_get_space(map);
6834         dim = isl_space_domain(dim);
6835         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6836         if (!result)
6837                 goto error;
6838         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6839                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6840                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6841         isl_map_free(map);
6842         return result;
6843 error:
6844         isl_map_free(map);
6845         return NULL;
6846 }
6847
6848 /*
6849  * returns [domain -> range] -> range - domain
6850  */
6851 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6852         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6853 {
6854         int i, k;
6855         isl_space *dim;
6856         isl_basic_map *domain;
6857         int nparam, n;
6858         unsigned total;
6859
6860         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6861                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6862                         "domain and range don't match", goto error);
6863
6864         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6865         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6866
6867         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6868         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6869
6870         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6871         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6872         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6873
6874         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6875
6876         for (i = 0; i < n; ++i) {
6877                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6878                 if (k < 0)
6879                         goto error;
6880                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6881                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6882                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6883                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6884         }
6885
6886         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6887         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6888 error:
6889         isl_basic_map_free(bmap);
6890         return NULL;
6891 }
6892
6893 /*
6894  * returns [domain -> range] -> range - domain
6895  */
6896 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6897 {
6898         int i;
6899         isl_space *domain_dim;
6900
6901         if (!map)
6902                 return NULL;
6903
6904         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6905                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6906                         "domain and range don't match", goto error);
6907
6908         map = isl_map_cow(map);
6909         if (!map)
6910                 return NULL;
6911
6912         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6913         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6914         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6915         if (!map->dim)
6916                 goto error;
6917         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6918                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6919                 if (!map->p[i])
6920                         goto error;
6921         }
6922         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6923         return map;
6924 error:
6925         isl_map_free(map);
6926         return NULL;
6927 }
6928
6929 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6930 {
6931         struct isl_basic_map *bmap;
6932         unsigned nparam;
6933         unsigned dim;
6934         int i;
6935
6936         if (!dims)
6937                 return NULL;
6938
6939         nparam = dims->nparam;
6940         dim = dims->n_out;
6941         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6942         if (!bmap)
6943                 goto error;
6944
6945         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6946                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6947                 if (j < 0)
6948                         goto error;
6949                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6950                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6951                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6952         }
6953         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6954 error:
6955         isl_basic_map_free(bmap);
6956         return NULL;
6957 }
6958
6959 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6960 {
6961         if (!dim)
6962                 return NULL;
6963         if (dim->n_in != dim->n_out)
6964                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6965                         "number of input and output dimensions needs to be "
6966                         "the same", goto error);
6967         return basic_map_identity(dim);
6968 error:
6969         isl_space_free(dim);
6970         return NULL;
6971 }
6972
6973 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6974 {
6975         if (!model || !model->dim)
6976                 return NULL;
6977         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6978 }
6979
6980 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6981 {
6982         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6983 }
6984
6985 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6986 {
6987         if (!model || !model->dim)
6988                 return NULL;
6989         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6990 }
6991
6992 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6993 {
6994         if (!model || !model->dim)
6995                 return NULL;
6996         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6997 }
6998
6999 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7000 {
7001         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7002         isl_map *id;
7003         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7004         return isl_map_intersect_range(id, set);
7005 }
7006
7007 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7008  * values.
7009  */
7010 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7011         __isl_take isl_space *space)
7012 {
7013         int i;
7014         unsigned nparam;
7015         unsigned dim;
7016         struct isl_basic_set *bset;
7017
7018         if (!space)
7019                 return NULL;
7020         nparam = space->nparam;
7021         dim = space->n_out;
7022         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7023         if (!bset)
7024                 return NULL;
7025         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7026                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7027                 if (k < 0)
7028                         goto error;
7029                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7030                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7031         }
7032         return bset;
7033 error:
7034         isl_basic_set_free(bset);
7035         return NULL;
7036 }
7037
7038 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7039  */
7040 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7041         int pos)
7042 {
7043         int k;
7044         isl_basic_set *nonneg;
7045
7046         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7047         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7048         if (k < 0)
7049                 goto error;
7050         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7051         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7052
7053         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7054 error:
7055         isl_basic_set_free(nonneg);
7056         return NULL;
7057 }
7058
7059 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7060  */
7061 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7062 {
7063         int k;
7064         isl_basic_set *neg;
7065
7066         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7067         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7068         if (k < 0)
7069                 goto error;
7070         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7071         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7072         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7073
7074         return isl_basic_set_finalize(neg);
7075 error:
7076         isl_basic_set_free(neg);
7077         return NULL;
7078 }
7079
7080 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7081         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7082 {
7083         int i;
7084         isl_basic_set *nonneg;
7085         isl_basic_set *neg;
7086
7087         if (!set)
7088                 return NULL;
7089         if (n == 0)
7090                 return set;
7091
7092         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7093
7094         for (i = 0; i < n; ++i) {
7095                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7096                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7097                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7098                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7099
7100                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7101         }
7102
7103         return set;
7104 error:
7105         isl_set_free(set);
7106         return NULL;
7107 }
7108
7109 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7110         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7111         void *user)
7112 {
7113         isl_set *half;
7114
7115         if (!set)
7116                 return -1;
7117         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7118                 isl_set_free(set);
7119                 return 0;
7120         }
7121         if (first == len)
7122                 return fn(set, signs, user);
7123
7124         signs[first] = 1;
7125         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7126                                                         1 + first));
7127         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7128         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7129                 goto error;
7130
7131         signs[first] = -1;
7132         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7133                                                         1 + first));
7134         half = isl_set_intersect(half, set);
7135         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7136 error:
7137         isl_set_free(set);
7138         return -1;
7139 }
7140
7141 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7142  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7143  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7144  * to the sign of the corresponding variable.
7145  */
7146 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7147         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7148         void *user)
7149 {
7150         unsigned nparam;
7151         unsigned nvar;
7152         int *signs;
7153         int r;
7154
7155         if (!set)
7156                 return -1;
7157         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7158                 return 0;
7159
7160         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7161         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7162
7163         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7164
7165         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7166                             fn, user);
7167
7168         free(signs);
7169
7170         return r;
7171 }
7172
7173 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7174 {
7175         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7176 }
7177
7178 int isl_basic_map_is_subset(
7179                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7180 {
7181         int is_subset;
7182         struct isl_map *map1;
7183         struct isl_map *map2;
7184
7185         if (!bmap1 || !bmap2)
7186                 return -1;
7187
7188         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7189         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7190
7191         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7192
7193         isl_map_free(map1);
7194         isl_map_free(map2);
7195
7196         return is_subset;
7197 }
7198
7199 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7200         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7201 {
7202         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7203 }
7204
7205 int isl_basic_map_is_equal(
7206                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7207 {
7208         int is_subset;
7209
7210         if (!bmap1 || !bmap2)
7211                 return -1;
7212         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7213         if (is_subset != 1)
7214                 return is_subset;
7215         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7216         return is_subset;
7217 }
7218
7219 int isl_basic_set_is_equal(
7220                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7221 {
7222         return isl_basic_map_is_equal(
7223                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7224 }
7225
7226 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7227 {
7228         int i;
7229         int is_empty;
7230
7231         if (!map)
7232                 return -1;
7233         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7234                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7235                 if (is_empty < 0)
7236                         return -1;
7237                 if (!is_empty)
7238                         return 0;
7239         }
7240         return 1;
7241 }
7242
7243 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7244 {
7245         return map ? map->n == 0 : -1;
7246 }
7247
7248 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7249 {
7250         return isl_map_plain_is_empty(map);
7251 }
7252
7253 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7254 {
7255         return set ? set->n == 0 : -1;
7256 }
7257
7258 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7259 {
7260         return isl_set_plain_is_empty(set);
7261 }
7262
7263 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7264 {
7265         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7266 }
7267
7268 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7269 {
7270         if (!map1 || !map2)
7271                 return -1;
7272
7273         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7274 }
7275
7276 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7277 {
7278         if (!set1 || !set2)
7279                 return -1;
7280
7281         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7282 }
7283
7284 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7285 {
7286         int is_subset;
7287
7288         if (!map1 || !map2)
7289                 return -1;
7290         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7291         if (is_subset != 1)
7292                 return is_subset;
7293         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7294         return is_subset;
7295 }
7296
7297 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7298 {
7299         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7300 }
7301
7302 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7303                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7304 {
7305         int is_subset;
7306
7307         if (!bmap1 || !bmap2)
7308                 return -1;
7309         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7310         if (is_subset != 1)
7311                 return is_subset;
7312         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7313         if (is_subset == -1)
7314                 return is_subset;
7315         return !is_subset;
7316 }
7317
7318 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7319 {
7320         int is_subset;
7321
7322         if (!map1 || !map2)
7323                 return -1;
7324         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7325         if (is_subset != 1)
7326                 return is_subset;
7327         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7328         if (is_subset == -1)
7329                 return is_subset;
7330         return !is_subset;
7331 }
7332
7333 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7334 {
7335         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7336 }
7337
7338 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7339 {
7340         if (!bmap)
7341                 return -1;
7342         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7343 }
7344
7345 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7346 {
7347         if (!bset)
7348                 return -1;
7349         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7350 }
7351
7352 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7353 {
7354         int i;
7355
7356         if (!map)
7357                 return -1;
7358
7359         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7360                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7361                 if (r < 0 || r)
7362                         return r;
7363         }
7364
7365         return 0;
7366 }
7367
7368 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7369 {
7370         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7371 }
7372
7373 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7374 {
7375         return isl_set_plain_is_universe(set);
7376 }
7377
7378 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7379 {
7380         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7381         struct isl_vec *sample = NULL;
7382         int empty;
7383         unsigned total;
7384
7385         if (!bmap)
7386                 return -1;
7387
7388         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7389                 return 1;
7390
7391         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7392                 return 0;
7393
7394         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7395                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7396                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7397                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7398                 isl_basic_map_free(copy);
7399                 return empty;
7400         }
7401
7402         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7403         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7404                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7405                 if (contains < 0)
7406                         return -1;
7407                 if (contains)
7408                         return 0;
7409         }
7410         isl_vec_free(bmap->sample);
7411         bmap->sample = NULL;
7412         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7413         if (!bset)
7414                 return -1;
7415         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7416         if (!sample)
7417                 return -1;
7418         empty = sample->size == 0;
7419         isl_vec_free(bmap->sample);
7420         bmap->sample = sample;
7421         if (empty)
7422                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7423
7424         return empty;
7425 }
7426
7427 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7428 {
7429         if (!bmap)
7430                 return -1;
7431         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7432 }
7433
7434 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7435 {
7436         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7437 }
7438
7439 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7440 {
7441         if (!bset)
7442                 return -1;
7443         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7444 }
7445
7446 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7447 {
7448         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7449 }
7450
7451 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7452 {
7453         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7454 }
7455
7456 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7457         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7458 {
7459         struct isl_map *map;
7460         if (!bmap1 || !bmap2)
7461                 goto error;
7462
7463         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7464
7465         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7466         if (!map)
7467                 goto error;
7468         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7469         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7470         return map;
7471 error:
7472         isl_basic_map_free(bmap1);
7473         isl_basic_map_free(bmap2);
7474         return NULL;
7475 }
7476
7477 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7478                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7479 {
7480         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7481                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7482                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7483 }
7484
7485 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7486 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7487 {
7488         int i;
7489         unsigned off;
7490
7491         if (!bmap)
7492                 return NULL;
7493
7494         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7495
7496         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7497                 int pos;
7498                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7499                         continue;
7500                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7501                                                             bmap->n_div-i);
7502                 if (pos == -1)
7503                         continue;
7504                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7505                 --i;
7506         }
7507         return bmap;
7508 }
7509
7510 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7511 {
7512         return (struct isl_basic_set *)
7513                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7514 }
7515
7516 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7517 {
7518         int i;
7519
7520         if (!map)
7521                 return 0;
7522
7523         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7524                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7525                 if (!map->p[i])
7526                         goto error;
7527         }
7528
7529         return map;
7530 error:
7531         isl_map_free(map);
7532         return NULL;
7533 }
7534
7535 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7536  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7537  * list of divs is given by "div".
7538  */
7539 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7540         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7541 {
7542         int i, j;
7543         int n_div;
7544
7545         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7546         if (!bset || !div)
7547                 goto error;
7548
7549         if (div->n_row < bset->n_div)
7550                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7551                         "not an expansion", goto error);
7552
7553         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7554                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7555                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7556
7557         n_div = bset->n_div;
7558         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7559                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7560                         goto error;
7561
7562         j = n_div - 1;
7563         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7564                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7565                         if (i != j)
7566                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7567                         j--;
7568                 } else {
7569                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7570                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7571                                 goto error;
7572                 }
7573         }
7574
7575         isl_mat_free(div);
7576         return bset;
7577 error:
7578         isl_basic_set_free(bset);
7579         isl_mat_free(div);
7580         return NULL;
7581 }
7582
7583 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7584  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7585  * 
7586  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7587  * of the corresponding div in dst otherwise.
7588  */
7589 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7590                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7591 {
7592         int i;
7593
7594         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7595
7596         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7597         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7598                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7599                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7600                                                 dst->n_div - div) == -1)
7601                         return i;
7602         return -1;
7603 }
7604
7605 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7606                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7607 {
7608         int i;
7609         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7610
7611         if (!dst || !src)
7612                 goto error;
7613
7614         if (src->n_div == 0)
7615                 return dst;
7616
7617         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7618                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7619
7620         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7621         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7622         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7623                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7624         if (!dst)
7625                 return NULL;
7626         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7627                 int j = find_div(dst, src, i);
7628                 if (j < 0) {
7629                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7630                         if (j < 0)
7631                                 goto error;
7632                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7633                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7634                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7635                                 goto error;
7636                 }
7637                 if (j != i)
7638                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7639         }
7640         return dst;
7641 error:
7642         isl_basic_map_free(dst);
7643         return NULL;
7644 }
7645
7646 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7647                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7648 {
7649         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7650                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7651 }
7652
7653 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7654 {
7655         int i;
7656
7657         if (!map)
7658                 return NULL;
7659         if (map->n == 0)
7660                 return map;
7661         map = isl_map_compute_divs(map);
7662         map = isl_map_cow(map);
7663         if (!map)
7664                 return NULL;
7665
7666         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7667                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7668         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7669                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7670
7671         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7672         return map;
7673 }
7674
7675 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7676 {
7677         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7678 }
7679
7680 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7681         __isl_take isl_map *map)
7682 {
7683         if (!set || !map)
7684                 goto error;
7685         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7686         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7687         set = isl_map_range(map);
7688         return set;
7689 error:
7690         isl_set_free(set);
7691         isl_map_free(map);
7692         return NULL;
7693 }
7694
7695 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7696         __isl_take isl_map *map)
7697 {
7698         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7699 }
7700
7701 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7702  * the meaning of the set.
7703  */
7704 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7705 {
7706         int i;
7707
7708         if (!map)
7709                 return NULL;
7710
7711         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7712                 remove_if_empty(map, i);
7713
7714         return map;
7715 }
7716
7717 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7718 {
7719         return (struct isl_set *)
7720                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7721 }
7722
7723 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7724 {
7725         struct isl_basic_map *bmap;
7726         if (!map || map->n == 0)
7727                 return NULL;
7728         bmap = map->p[map->n-1];
7729         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7730         return isl_basic_map_copy(bmap);
7731 }
7732
7733 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7734 {
7735         return (struct isl_basic_set *)
7736                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7737 }
7738
7739 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7740                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7741 {
7742         int i;
7743
7744         if (!map || !bmap)
7745                 goto error;
7746         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7747                 if (map->p[i] != bmap)
7748                         continue;
7749                 map = isl_map_cow(map);
7750                 if (!map)
7751                         goto error;
7752                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7753                 if (i != map->n-1) {
7754                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7755                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7756                 }
7757                 map->n--;
7758                 return map;
7759         }
7760         return map;
7761 error:
7762         isl_map_free(map);
7763         return NULL;
7764 }
7765
7766 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7767                                                 struct isl_basic_set *bset)
7768 {
7769         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7770                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7771 }
7772
7773 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7774  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7775  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7776  */
7777 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7778         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7779         int pos, isl_int *opt)
7780 {
7781         isl_space *dims;
7782         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7783         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7784         struct isl_ctx *ctx;
7785         struct isl_vec *obj;
7786         unsigned total;
7787         unsigned nparam;
7788         unsigned dim1, dim2;
7789         enum isl_lp_result res;
7790
7791         if (!bset1 || !bset2)
7792                 return isl_lp_error;
7793
7794         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7795         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7796         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7797         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7798         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7799         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7800         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7801         if (!bmap1 || !bmap2)
7802                 goto error;
7803         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7804         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7805                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7806                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7807         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7808         if (!bmap1)
7809                 goto error;
7810         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7811         ctx = bmap1->ctx;
7812         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7813         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7814         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7815         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7816         if (!obj)
7817                 goto error;
7818         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7819                                         opt, NULL, NULL);
7820         isl_basic_map_free(bmap1);
7821         isl_vec_free(obj);
7822         return res;
7823 error:
7824         isl_basic_map_free(bmap1);
7825         isl_basic_map_free(bmap2);
7826         return isl_lp_error;
7827 }
7828
7829 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7830  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7831  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7832  * smaller or larger than those in bset2.
7833  *
7834  * Returns
7835  *       1 if bset1 follows bset2
7836  *      -1 if bset1 precedes bset2
7837  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7838  *      -2 if some error occurred.
7839  */
7840 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7841         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7842 {
7843         isl_int opt;
7844         enum isl_lp_result res;
7845         int cmp;
7846
7847         isl_int_init(opt);
7848
7849         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7850
7851         if (res == isl_lp_empty)
7852                 cmp = 0;
7853         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7854                   res == isl_lp_unbounded)
7855                 cmp = 1;
7856         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7857                 cmp = -1;
7858         else
7859                 cmp = -2;
7860
7861         isl_int_clear(opt);
7862         return cmp;
7863 }
7864
7865 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7866  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7867  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7868  * than a value of the same dimension in bset2.
7869  *
7870  * Return
7871  *       1 if there exists such a pair
7872  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7873  *      -1 otherwise
7874  *      -2 if some error occurred.
7875  */
7876 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7877         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7878 {
7879         isl_int opt;
7880         enum isl_lp_result res;
7881         int cmp;
7882
7883         isl_int_init(opt);
7884
7885         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7886
7887         if (res == isl_lp_empty)
7888                 cmp = -1;
7889         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7890                   res == isl_lp_unbounded)
7891                 cmp = 1;
7892         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7893                 cmp = -1;
7894         else if (res == isl_lp_ok)
7895                 cmp = 0;
7896         else
7897                 cmp = -2;
7898
7899         isl_int_clear(opt);
7900         return cmp;
7901 }
7902
7903 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7904  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7905  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7906  * than a value of the same dimension in set2.
7907  *
7908  * Return
7909  *       1 if there exists such a pair
7910  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7911  *      -1 otherwise
7912  *      -2 if some error occurred.
7913  */
7914 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7915         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7916 {
7917         int i, j;
7918         int follows = -1;
7919
7920         if (!set1 || !set2)
7921                 return -2;
7922
7923         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7924                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7925                         int f;
7926                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7927                         if (f == 1 || f == -2)
7928                                 return f;
7929                         if (f > follows)
7930                                 follows = f;
7931                 }
7932
7933         return follows;
7934 }
7935
7936 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7937         unsigned pos, isl_int *val)
7938 {
7939         int i;
7940         int d;
7941         unsigned total;
7942
7943         if (!bmap)
7944                 return -1;
7945         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7946         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7947                 for (; d+1 > pos; --d)
7948                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7949                                 break;
7950                 if (d != pos)
7951                         continue;
7952                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7953                         return 0;
7954                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7955                         return 0;
7956                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7957                         return 0;
7958                 if (val)
7959                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7960                 return 1;
7961         }
7962         return 0;
7963 }
7964
7965 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7966         unsigned pos, isl_int *val)
7967 {
7968         int i;
7969         isl_int v;
7970         isl_int tmp;
7971         int fixed;
7972
7973         if (!map)
7974                 return -1;
7975         if (map->n == 0)
7976                 return 0;
7977         if (map->n == 1)
7978                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7979         isl_int_init(v);
7980         isl_int_init(tmp);
7981         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7982         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7983                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7984                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7985                         fixed = 0;
7986         }
7987         if (val)
7988                 isl_int_set(*val, v);
7989         isl_int_clear(tmp);
7990         isl_int_clear(v);
7991         return fixed;
7992 }
7993
7994 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7995         unsigned pos, isl_int *val)
7996 {
7997         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7998                                                 pos, val);
7999 }
8000
8001 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8002         isl_int *val)
8003 {
8004         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8005 }
8006
8007 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8008         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8009 {
8010         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8011                 return -1;
8012         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8013                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8014 }
8015
8016 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8017         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8018 {
8019         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8020                 return -1;
8021         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8022                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8023 }
8024
8025 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8026         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8027 {
8028         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8029 }
8030
8031 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8032         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8033 {
8034         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8035 }
8036
8037 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8038  * then return this fixed value in *val.
8039  */
8040 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8041         unsigned dim, isl_int *val)
8042 {
8043         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8044                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8045 }
8046
8047 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8048  * then return this fixed value in *val.
8049  */
8050 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8051         unsigned dim, isl_int *val)
8052 {
8053         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8054 }
8055
8056 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8057         unsigned dim, isl_int *val)
8058 {
8059         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8060 }
8061
8062 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8063  * then return this fixed value in *val.
8064  */
8065 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8066         unsigned in, isl_int *val)
8067 {
8068         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8069 }
8070
8071 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8072  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8073  */
8074 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8075         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8076 {
8077         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8078         isl_int *c;
8079         unsigned total;
8080         unsigned nparam;
8081
8082         if (!bset)
8083                 return -1;
8084         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8085         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8086         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8087                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8088                         continue;
8089                 if (i_eq != -1)
8090                         return 0;
8091                 i_eq = i;
8092         }
8093         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8094                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8095                         continue;
8096                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8097                         return 0;
8098                 i_ineq = i;
8099         }
8100         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8101                 return 0;
8102         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8103         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8104         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8105                 return 0;
8106         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8107                 return 0;
8108         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8109                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8110                 return 0;
8111         if (val)
8112                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8113         return 1;
8114 }
8115
8116 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8117         unsigned dim, isl_int *val)
8118 {
8119         int i;
8120         isl_int v;
8121         isl_int tmp;
8122         int fixed;
8123
8124         if (!set)
8125                 return -1;
8126         if (set->n == 0)
8127                 return 0;
8128         if (set->n == 1)
8129                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8130                                                                 dim, val);
8131         isl_int_init(v);
8132         isl_int_init(tmp);
8133         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8134                                                                 dim, &v);
8135         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8136                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8137                                                                 dim, &tmp);
8138                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8139                         fixed = 0;
8140         }
8141         if (val)
8142                 isl_int_set(*val, v);
8143         isl_int_clear(tmp);
8144         isl_int_clear(v);
8145         return fixed;
8146 }
8147
8148 struct constraint {
8149         unsigned        size;
8150         isl_int         *c;
8151 };
8152
8153 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8154  * variables sorting first.
8155  */
8156 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8157 {
8158         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8159         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8160         int l1, l2;
8161         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8162
8163         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8164         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8165
8166         if (l1 != l2)
8167                 return l1 - l2;
8168
8169         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8170 }
8171
8172 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8173         struct isl_basic_map *bmap)
8174 {
8175         int i;
8176         struct constraint *c;
8177         unsigned total;
8178
8179         if (!bmap)
8180                 return NULL;
8181         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8182         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8183         if (!c)
8184                 goto error;
8185         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8186                 c[i].size = total;
8187                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8188         }
8189         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8190         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8191                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8192         free(c);
8193         return bmap;
8194 error:
8195         isl_basic_map_free(bmap);
8196         return NULL;
8197 }
8198
8199 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8200         __isl_take isl_basic_set *bset)
8201 {
8202         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8203                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8204 }
8205
8206 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8207 {
8208         if (!bmap)
8209                 return NULL;
8210         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8211                 return bmap;
8212         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8213         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8214         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8215         return bmap;
8216 }
8217
8218 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8219 {
8220         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8221                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8222 }
8223
8224 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8225         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8226 {
8227         int i, cmp;
8228         unsigned total;
8229
8230         if (bmap1 == bmap2)
8231                 return 0;
8232         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8233             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8234                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8235         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8236                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8237         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8238                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8239         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8240                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8241         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8242             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8243                 return 0;
8244         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8245                 return 1;
8246         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8247                 return -1;
8248         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8249                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8250         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8251                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8252         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8253                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8254         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8255         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8256                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8257                 if (cmp)
8258                         return cmp;
8259         }
8260         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8261                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8262                 if (cmp)
8263                         return cmp;
8264         }
8265         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8266                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8267                 if (cmp)
8268                         return cmp;
8269         }
8270         return 0;
8271 }
8272
8273 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8274         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8275 {
8276         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8277 }
8278
8279 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8280 {
8281         int i, cmp;
8282
8283         if (set1 == set2)
8284                 return 0;
8285         if (set1->n != set2->n)
8286                 return set1->n - set2->n;
8287
8288         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8289                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8290                 if (cmp)
8291                         return cmp;
8292         }
8293
8294         return 0;
8295 }
8296
8297 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8298         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8299 {
8300         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8301 }
8302
8303 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8304         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8305 {
8306         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8307                                             (isl_basic_map *)bset2);
8308 }
8309
8310 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8311 {
8312         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8313         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8314
8315         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8316 }
8317
8318 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8319  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8320  * meaning of any possible other copies of map.
8321  */
8322 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8323 {
8324         int i, j;
8325         struct isl_basic_map *bmap;
8326
8327         if (!map)
8328                 return NULL;
8329         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8330                 return map;
8331         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8332                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8333                 if (!bmap)
8334                         goto error;
8335                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8336                 map->p[i] = bmap;
8337         }
8338         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8339         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8340         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8341         if (!map)
8342                 return NULL;
8343         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8344                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8345                         continue;
8346                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8347                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8348                         map->p[j-1] = map->p[j];
8349                 map->n--;
8350         }
8351         return map;
8352 error:
8353         isl_map_free(map);
8354         return NULL;
8355
8356 }
8357
8358 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8359 {
8360         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8361 }
8362
8363 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8364 {
8365         int i;
8366         int equal;
8367
8368         if (!map1 || !map2)
8369                 return -1;
8370
8371         if (map1 == map2)
8372                 return 1;
8373         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8374                 return 0;
8375
8376         map1 = isl_map_copy(map1);
8377         map2 = isl_map_copy(map2);
8378         map1 = isl_map_normalize(map1);
8379         map2 = isl_map_normalize(map2);
8380         if (!map1 || !map2)
8381                 goto error;
8382         equal = map1->n == map2->n;
8383         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8384                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8385                 if (equal < 0)
8386                         goto error;
8387         }
8388         isl_map_free(map1);
8389         isl_map_free(map2);
8390         return equal;
8391 error:
8392         isl_map_free(map1);
8393         isl_map_free(map2);
8394         return -1;
8395 }
8396
8397 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8398 {
8399         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8400 }
8401
8402 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8403 {
8404         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8405                                                 (struct isl_map *)set2);
8406 }
8407
8408 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8409 {
8410         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8411 }
8412
8413 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8414  */
8415 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8416         isl_int min, isl_int max)
8417 {
8418         int k;
8419         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8420
8421         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8422         if (!bset)
8423                 goto error;
8424
8425         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8426         if (k < 0)
8427                 goto error;
8428         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8429         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8430
8431         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8432         if (k < 0)
8433                 goto error;
8434         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8435         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8436
8437         return bset;
8438 error:
8439         isl_basic_set_free(bset);
8440         return NULL;
8441 }
8442
8443 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8444  */
8445 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8446         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8447 {
8448         int i;
8449         unsigned dim;
8450         unsigned nparam;
8451         unsigned extra;
8452         unsigned n_eq;
8453         unsigned n_ineq;
8454         struct isl_basic_set *product = NULL;
8455
8456         if (!list)
8457                 goto error;
8458         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8459         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8460         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8461         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8462         extra = list->p[0]->n_div;
8463         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8464         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8465         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8466                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8467                 isl_assert(list->ctx,
8468                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8469                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8470                 extra += list->p[i]->n_div;
8471                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8472                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8473         }
8474         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8475                                         n_eq, n_ineq);
8476         if (!product)
8477                 goto error;
8478         dim = 0;
8479         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8480                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8481                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8482                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8483         }
8484         isl_basic_set_list_free(list);
8485         return product;
8486 error:
8487         isl_basic_set_free(product);
8488         isl_basic_set_list_free(list);
8489         return NULL;
8490 }
8491
8492 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8493                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8494 {
8495         isl_space *dim_result = NULL;
8496         struct isl_basic_map *bmap;
8497         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8498         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8499
8500         if (!bmap1 || !bmap2)
8501                 goto error;
8502
8503         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8504                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8505         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8506                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8507
8508         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8509         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8510         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8511         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8512         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8513
8514         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8515         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8516         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8517         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8518         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8519         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8520         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8521         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8522         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8523         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8524         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8525
8526         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8527                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8528                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8529                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8530         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8531         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8532         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8533         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8534 error:
8535         isl_basic_map_free(bmap1);
8536         isl_basic_map_free(bmap2);
8537         return NULL;
8538 }
8539
8540 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8541         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8542 {
8543         isl_basic_map *prod;
8544
8545         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8546         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8547         return prod;
8548 }
8549
8550 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8551         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8552 {
8553         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8554 }
8555
8556 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8557         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8558 {
8559         isl_space *space_result = NULL;
8560         isl_basic_map *bmap;
8561         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8562         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8563
8564         if (!bmap1 || !bmap2)
8565                 goto error;
8566
8567         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8568                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8569
8570         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8571         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8572         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8573         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8574
8575         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8576         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8577         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8578         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8579         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8580         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8581         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8582         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8583         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8584         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8585         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8586
8587         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8588                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8589                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8590                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8591         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8592         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8593         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8594         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8595 error:
8596         isl_basic_map_free(bmap1);
8597         isl_basic_map_free(bmap2);
8598         return NULL;
8599 }
8600
8601 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8602         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8603 {
8604         isl_space *dim_result = NULL;
8605         isl_basic_map *bmap;
8606         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8607         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8608
8609         if (!bmap1 || !bmap2)
8610                 goto error;
8611
8612         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8613                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8614                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8615                         "parameters don't match", goto error);
8616
8617         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8618                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8619
8620         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8621         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8622         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8623         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8624
8625         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8626         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8627         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8628         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8629         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8630         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8631         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8632         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8633         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8634         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8635         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8636
8637         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8638                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8639                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8640                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8641         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8642         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8643         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8644         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8645 error:
8646         isl_basic_map_free(bmap1);
8647         isl_basic_map_free(bmap2);
8648         return NULL;
8649 }
8650
8651 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8652         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8653 {
8654         isl_basic_map *prod;
8655
8656         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8657         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8658         return prod;
8659 }
8660
8661 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8662         __isl_take isl_map *map2,
8663         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8664                                            __isl_take isl_space *right),
8665         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8666                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8667 {
8668         unsigned flags = 0;
8669         struct isl_map *result;
8670         int i, j;
8671
8672         if (!map1 || !map2)
8673                 goto error;
8674
8675         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8676                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8677
8678         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8679             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8680                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8681
8682         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8683                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8684                                 map1->n * map2->n, flags);
8685         if (!result)
8686                 goto error;
8687         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8688                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8689                         struct isl_basic_map *part;
8690                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8691                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8692                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8693                                 isl_basic_map_free(part);
8694                         else
8695                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8696                         if (!result)
8697                                 goto error;
8698                 }
8699         isl_map_free(map1);
8700         isl_map_free(map2);
8701         return result;
8702 error:
8703         isl_map_free(map1);
8704         isl_map_free(map2);
8705         return NULL;
8706 }
8707
8708 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8709  */
8710 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8711         __isl_take isl_map *map2)
8712 {
8713         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8714 }
8715
8716 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8717         __isl_take isl_map *map2)
8718 {
8719         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8720 }
8721
8722 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8723  */
8724 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8725         __isl_take isl_map *map2)
8726 {
8727         isl_map *prod;
8728
8729         prod = isl_map_product(map1, map2);
8730         prod = isl_map_flatten(prod);
8731         return prod;
8732 }
8733
8734 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8735  */
8736 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8737 {
8738         return isl_map_range_product(set1, set2);
8739 }
8740
8741 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8742         __isl_take isl_set *set2)
8743 {
8744         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8745 }
8746
8747 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8748  */
8749 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8750         __isl_take isl_map *map2)
8751 {
8752         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8753                                 &isl_basic_map_domain_product);
8754 }
8755
8756 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8757  */
8758 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8759         __isl_take isl_map *map2)
8760 {
8761         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8762                                 &isl_basic_map_range_product);
8763 }
8764
8765 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8766         __isl_take isl_map *map2)
8767 {
8768         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8769                                                 &map_domain_product_aligned);
8770 }
8771
8772 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8773         __isl_take isl_map *map2)
8774 {
8775         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8776                                                 &map_range_product_aligned);
8777 }
8778
8779 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8780  */
8781 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8782         __isl_take isl_map *map2)
8783 {
8784         isl_map *prod;
8785
8786         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8787         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8788         return prod;
8789 }
8790
8791 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8792  */
8793 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8794         __isl_take isl_map *map2)
8795 {
8796         isl_map *prod;
8797
8798         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8799         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8800         return prod;
8801 }
8802
8803 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8804 {
8805         int i;
8806         uint32_t hash = isl_hash_init();
8807         unsigned total;
8808
8809         if (!bmap)
8810                 return 0;
8811         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8812         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8813         if (!bmap)
8814                 return 0;
8815         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8816         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8817         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8818                 uint32_t c_hash;
8819                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8820                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8821         }
8822         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8823         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8824                 uint32_t c_hash;
8825                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8826                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8827         }
8828         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8829         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8830                 uint32_t c_hash;
8831                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8832                         continue;
8833                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8834                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8835                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8836         }
8837         isl_basic_map_free(bmap);
8838         return hash;
8839 }
8840
8841 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8842 {
8843         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8844 }
8845
8846 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8847 {
8848         int i;
8849         uint32_t hash;
8850
8851         if (!map)
8852                 return 0;
8853         map = isl_map_copy(map);
8854         map = isl_map_normalize(map);
8855         if (!map)
8856                 return 0;
8857
8858         hash = isl_hash_init();
8859         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8860                 uint32_t bmap_hash;
8861                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8862                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8863         }
8864                 
8865         isl_map_free(map);
8866
8867         return hash;
8868 }
8869
8870 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8871 {
8872         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8873 }
8874
8875 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8876  * by the values of the other parameters and variables.
8877  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8878  */
8879 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8880 {
8881         int i;
8882         unsigned nparam;
8883
8884         if (!bset)
8885                 return -1;
8886         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8887         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8888                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8889                         return 1;
8890         return 0;
8891 }
8892
8893 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8894  * by the values of the other parameters and variables.
8895  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8896  * for each of the subsets.
8897  */
8898 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8899 {
8900         int i;
8901
8902         if (!set)
8903                 return -1;
8904         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8905                 int unique;
8906                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8907                 if (unique != 1)
8908                         return unique;
8909         }
8910         return 1;
8911 }
8912
8913 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8914 {
8915         return set ? set->n : 0;
8916 }
8917
8918 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8919         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8920 {
8921         int i;
8922
8923         if (!map)
8924                 return -1;
8925
8926         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8927                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8928                         return -1;
8929
8930         return 0;
8931 }
8932
8933 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8934         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8935 {
8936         int i;
8937
8938         if (!set)
8939                 return -1;
8940
8941         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8942                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8943                         return -1;
8944
8945         return 0;
8946 }
8947
8948 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8949 {
8950         isl_space *dim;
8951
8952         if (!bset)
8953                 return NULL;
8954
8955         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8956         if (!bset)
8957                 return NULL;
8958
8959         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8960         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8961         if (!dim)
8962                 goto error;
8963         isl_space_free(bset->dim);
8964         bset->dim = dim;
8965         bset->extra -= bset->n_div;
8966         bset->n_div = 0;
8967
8968         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8969
8970         return bset;
8971 error:
8972         isl_basic_set_free(bset);
8973         return NULL;
8974 }
8975
8976 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8977 {
8978         int i;
8979         isl_space *dim;
8980         unsigned n_div;
8981
8982         set = isl_set_align_divs(set);
8983
8984         if (!set)
8985                 return NULL;
8986
8987         set = isl_set_cow(set);
8988         if (!set)
8989                 return NULL;
8990
8991         n_div = set->p[0]->n_div;
8992         dim = isl_set_get_space(set);
8993         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8994         if (!dim)
8995                 goto error;
8996         isl_space_free(set->dim);
8997         set->dim = dim;
8998
8999         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9000                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9001                 if (!set->p[i])
9002                         goto error;
9003         }
9004
9005         return set;
9006 error:
9007         isl_set_free(set);
9008         return NULL;
9009 }
9010
9011 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9012 {
9013         isl_space *dim;
9014         struct isl_basic_map *bmap;
9015         unsigned n_set;
9016         unsigned n_div;
9017         unsigned n_param;
9018         unsigned total;
9019         int i, k, l;
9020
9021         set = isl_set_align_divs(set);
9022
9023         if (!set)
9024                 return NULL;
9025
9026         dim = isl_set_get_space(set);
9027         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9028                 isl_set_free(set);
9029                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9030         }
9031
9032         n_div = set->p[0]->n_div;
9033         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9034         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9035         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9036         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9037         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9038         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9039                 bmap = var_equal(bmap, i);
9040
9041         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9042         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9043                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9044                 if (k < 0)
9045                         goto error;
9046                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9047                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9048                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9049                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9050                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9051                             set->p[0]->div[i][0]);
9052
9053                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9054                 if (l < 0)
9055                         goto error;
9056                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9057                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9058                             set->p[0]->div[i][0]);
9059                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9060         }
9061
9062         isl_set_free(set);
9063         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9064         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9065         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9066 error:
9067         isl_set_free(set);
9068         isl_basic_map_free(bmap);
9069         return NULL;
9070 }
9071
9072 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9073 {
9074         unsigned dim;
9075         int size = 0;
9076
9077         if (!bset)
9078                 return -1;
9079
9080         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9081         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9082         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9083         size += bset->n_div * (2 + dim);
9084
9085         return size;
9086 }
9087
9088 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9089 {
9090         int i;
9091         int size = 0;
9092
9093         if (!set)
9094                 return -1;
9095
9096         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9097                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9098
9099         return size;
9100 }
9101
9102 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9103  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9104  */
9105 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9106         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9107 {
9108         int i;
9109
9110         if (!bmap)
9111                 return -1;
9112
9113         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9114
9115         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9116
9117         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9118                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9119                         continue;
9120                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9121                         return 1;
9122         }
9123
9124         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9125                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9126                         return 1;
9127
9128         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9129                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9130                 if (sgn > 0)
9131                         lower = 1;
9132                 if (sgn < 0)
9133                         upper = 1;
9134         }
9135
9136         return lower && upper;
9137 }
9138
9139 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9140         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9141 {
9142         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9143 }
9144
9145 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9146         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9147 {
9148         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9149 }
9150
9151 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9152         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9153 {
9154         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9155 }
9156
9157 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9158         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9159 {
9160         int i;
9161
9162         if (!map)
9163                 return -1;
9164
9165         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9166                 int bounded;
9167                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9168                 if (bounded < 0 || !bounded)
9169                         return bounded;
9170         }
9171
9172         return 1;
9173 }
9174
9175 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9176  * and a lower bound.
9177  */
9178 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9179         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9180 {
9181         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9182 }
9183
9184 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9185         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9186         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9187                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9188 {
9189         int i;
9190
9191         if (!map)
9192                 return -1;
9193
9194         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9195                 int bounded;
9196                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9197                 if (bounded < 0 || bounded)
9198                         return bounded;
9199         }
9200
9201         return 0;
9202 }
9203
9204 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9205  */
9206 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9207         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9208 {
9209         return has_any_bound(set, type, pos,
9210                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9211 }
9212
9213 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9214  */
9215 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9216         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9217 {
9218         return has_any_bound(set, type, pos,
9219                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9220 }
9221
9222 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9223  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9224  * elements of the array "signs".
9225  * Sign
9226  *      1 means that the variable is non-negative
9227  *      -1 means that the variable is non-positive
9228  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9229  */
9230 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9231         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9232 {
9233         isl_vec *bound = NULL;
9234         struct isl_tab *tab = NULL;
9235         struct isl_tab_undo *snap;
9236         int i;
9237
9238         if (!bset || !signs)
9239                 return -1;
9240
9241         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9242         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9243         if (!bound || !tab)
9244                 goto error;
9245
9246         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9247         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9248
9249         snap = isl_tab_snap(tab);
9250         for (i = 0; i < n; ++i) {
9251                 int empty;
9252
9253                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9254                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9255                         goto error;
9256                 empty = tab->empty;
9257                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9258                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9259                         goto error;
9260
9261                 if (empty) {
9262                         signs[i] = 1;
9263                         continue;
9264                 }
9265
9266                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9267                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9268                         goto error;
9269                 empty = tab->empty;
9270                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9271                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9272                         goto error;
9273
9274                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9275         }
9276
9277         isl_tab_free(tab);
9278         isl_vec_free(bound);
9279         return 0;
9280 error:
9281         isl_tab_free(tab);
9282         isl_vec_free(bound);
9283         return -1;
9284 }
9285
9286 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9287         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9288 {
9289         if (!bset || !signs)
9290                 return -1;
9291         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9292                 return -1);
9293
9294         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9295         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9296 }
9297
9298 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9299  * In particular, for each output dimension, check that there is
9300  * an equality that defines the output dimension in terms of
9301  * earlier dimensions.
9302  */
9303 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9304 {
9305         int i, j;
9306         unsigned total;
9307         unsigned n_out;
9308         unsigned o_out;
9309
9310         if (!bmap)
9311                 return -1;
9312
9313         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9314         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9315         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9316
9317         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9318                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9319                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9320                                 continue;
9321                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9322                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9323                                 break;
9324                 }
9325                 if (j >= bmap->n_eq)
9326                         return 0;
9327         }
9328
9329         return 1;
9330 }
9331
9332 /* Check if the given basic map is single-valued.
9333  * We simply compute
9334  *
9335  *      M \circ M^-1
9336  *
9337  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9338  */
9339 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9340 {
9341         isl_space *space;
9342         isl_basic_map *test;
9343         isl_basic_map *id;
9344         int sv;
9345
9346         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9347         if (sv < 0 || sv)
9348                 return sv;
9349
9350         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9351         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9352
9353         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9354         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9355         id = isl_basic_map_identity(space);
9356
9357         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9358
9359         isl_basic_map_free(test);
9360         isl_basic_map_free(id);
9361
9362         return sv;
9363 }
9364
9365 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9366  */
9367 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9368 {
9369         if (!map)
9370                 return -1;
9371         if (map->n == 0)
9372                 return 1;
9373         if (map->n >= 2)
9374                 return 0;
9375
9376         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9377 }
9378
9379 /* Check if the given map is single-valued.
9380  * We simply compute
9381  *
9382  *      M \circ M^-1
9383  *
9384  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9385  */
9386 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9387 {
9388         isl_space *dim;
9389         isl_map *test;
9390         isl_map *id;
9391         int sv;
9392
9393         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9394         if (sv < 0 || sv)
9395                 return sv;
9396
9397         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9398         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9399
9400         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9401         id = isl_map_identity(dim);
9402
9403         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9404
9405         isl_map_free(test);
9406         isl_map_free(id);
9407
9408         return sv;
9409 }
9410
9411 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9412 {
9413         int in;
9414
9415         map = isl_map_copy(map);
9416         map = isl_map_reverse(map);
9417         in = isl_map_is_single_valued(map);
9418         isl_map_free(map);
9419
9420         return in;
9421 }
9422
9423 /* Check if the given map is obviously injective.
9424  */
9425 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9426 {
9427         int in;
9428
9429         map = isl_map_copy(map);
9430         map = isl_map_reverse(map);
9431         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9432         isl_map_free(map);
9433
9434         return in;
9435 }
9436
9437 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9438 {
9439         int sv;
9440
9441         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9442         if (sv < 0 || !sv)
9443                 return sv;
9444
9445         return isl_map_is_injective(map);
9446 }
9447
9448 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9449 {
9450         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9451 }
9452
9453 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9454 {
9455         int ok;
9456         isl_set *delta;
9457
9458         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9459         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9460         isl_set_free(delta);
9461
9462         return ok;
9463 }
9464
9465 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9466 {
9467         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9468                 return 0;
9469         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9470                 return 0;
9471         return 1;
9472 }
9473
9474 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9475 {
9476         int i, j;
9477         unsigned nvar;
9478         unsigned ovar;
9479
9480         if (!bset)
9481                 return -1;
9482
9483         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9484                 return 0;
9485
9486         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9487         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9488         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9489                 int lower = 0, upper = 0;
9490                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9491                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9492                                 continue;
9493                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9494                                 return 0;
9495                         break;
9496                 }
9497                 if (i < bset->n_eq)
9498                         continue;
9499                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9500                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9501                                 continue;
9502                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9503                                 return 0;
9504                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9505                                 lower = 1;
9506                         else
9507                                 upper = 1;
9508                 }
9509                 if (!lower || !upper)
9510                         return 0;
9511         }
9512
9513         return 1;
9514 }
9515
9516 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9517 {
9518         if (!set)
9519                 return -1;
9520         if (set->n != 1)
9521                 return 0;
9522
9523         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9524 }
9525
9526 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9527 {
9528         if (!bset)
9529                 return -1;
9530         
9531         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9532 }
9533
9534 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9535 {
9536         if (!set)
9537                 return -1;
9538         
9539         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9540 }
9541
9542 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9543 {
9544         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9545         if (!bmap)
9546                 return NULL;
9547
9548         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9549         if (!bmap->dim)
9550                 goto error;
9551
9552         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9553
9554         return (isl_basic_set *)bmap;
9555 error:
9556         isl_basic_map_free(bmap);
9557         return NULL;
9558 }
9559
9560 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9561 {
9562         int i;
9563
9564         map = isl_map_cow(map);
9565         if (!map)
9566                 return NULL;
9567
9568         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9569                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9570                 if (!map->p[i])
9571                         goto error;
9572         }
9573         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9574         if (!map->dim)
9575                 goto error;
9576
9577         return (isl_set *)map;
9578 error:
9579         isl_map_free(map);
9580         return NULL;
9581 }
9582
9583 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9584 {
9585         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9586         if (!bset)
9587                 return NULL;
9588
9589         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9590         if (!bset->dim)
9591                 goto error;
9592
9593         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9594
9595         return (isl_basic_map *)bset;
9596 error:
9597         isl_basic_set_free(bset);
9598         return NULL;
9599 }
9600
9601 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9602 {
9603         int i;
9604
9605         if (!set)
9606                 return NULL;
9607
9608         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9609                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9610                         goto error);
9611
9612         set = isl_set_cow(set);
9613         if (!set)
9614                 return NULL;
9615
9616         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9617                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9618                 if (!set->p[i])
9619                         goto error;
9620         }
9621
9622         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9623         if (!set->dim)
9624                 goto error;
9625
9626         return (isl_map *)set;
9627 error:
9628         isl_set_free(set);
9629         return NULL;
9630 }
9631
9632 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9633         enum isl_dim_type type)
9634 {
9635         if (!bmap)
9636                 return NULL;
9637
9638         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9639                 return bmap;
9640
9641         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9642         if (!bmap)
9643                 return NULL;
9644
9645         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9646         if (!bmap->dim)
9647                 goto error;
9648
9649         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9650
9651         return bmap;
9652 error:
9653         isl_basic_map_free(bmap);
9654         return NULL;
9655 }
9656
9657 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9658         enum isl_dim_type type)
9659 {
9660         int i;
9661
9662         if (!map)
9663                 return NULL;
9664
9665         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9666                 return map;
9667
9668         map = isl_map_cow(map);
9669         if (!map)
9670                 return NULL;
9671
9672         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9673                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9674                 if (!map->p[i])
9675                         goto error;
9676         }
9677         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9678         if (!map->dim)
9679                 goto error;
9680
9681         return map;
9682 error:
9683         isl_map_free(map);
9684         return NULL;
9685 }
9686
9687 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9688 {
9689         if (!bmap)
9690                 return NULL;
9691
9692         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9693                 return bmap;
9694
9695         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9696         if (!bmap)
9697                 return NULL;
9698
9699         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9700         if (!bmap->dim)
9701                 goto error;
9702
9703         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9704
9705         return bmap;
9706 error:
9707         isl_basic_map_free(bmap);
9708         return NULL;
9709 }
9710
9711 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9712 {
9713         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9714 }
9715
9716 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9717         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9718 {
9719         if (!bmap)
9720                 return NULL;
9721
9722         if (!bmap->dim->nested[0])
9723                 return bmap;
9724
9725         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9726         if (!bmap)
9727                 return NULL;
9728
9729         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9730         if (!bmap->dim)
9731                 goto error;
9732
9733         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9734
9735         return bmap;
9736 error:
9737         isl_basic_map_free(bmap);
9738         return NULL;
9739 }
9740
9741 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9742         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9743 {
9744         if (!bmap)
9745                 return NULL;
9746
9747         if (!bmap->dim->nested[1])
9748                 return bmap;
9749
9750         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9751         if (!bmap)
9752                 return NULL;
9753
9754         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9755         if (!bmap->dim)
9756                 goto error;
9757
9758         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9759
9760         return bmap;
9761 error:
9762         isl_basic_map_free(bmap);
9763         return NULL;
9764 }
9765
9766 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9767 {
9768         int i;
9769
9770         if (!map)
9771                 return NULL;
9772
9773         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9774                 return map;
9775
9776         map = isl_map_cow(map);
9777         if (!map)
9778                 return NULL;
9779
9780         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9781                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9782                 if (!map->p[i])
9783                         goto error;
9784         }
9785         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9786         if (!map->dim)
9787                 goto error;
9788
9789         return map;
9790 error:
9791         isl_map_free(map);
9792         return NULL;
9793 }
9794
9795 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9796 {
9797         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9798 }
9799
9800 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9801 {
9802         isl_space *dim, *flat_dim;
9803         isl_map *map;
9804
9805         dim = isl_set_get_space(set);
9806         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9807         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9808         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9809
9810         return map;
9811 }
9812
9813 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9814 {
9815         int i;
9816
9817         if (!map)
9818                 return NULL;
9819
9820         if (!map->dim->nested[0])
9821                 return map;
9822
9823         map = isl_map_cow(map);
9824         if (!map)
9825                 return NULL;
9826
9827         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9828                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9829                 if (!map->p[i])
9830                         goto error;
9831         }
9832         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9833         if (!map->dim)
9834                 goto error;
9835
9836         return map;
9837 error:
9838         isl_map_free(map);
9839         return NULL;
9840 }
9841
9842 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9843 {
9844         int i;
9845
9846         if (!map)
9847                 return NULL;
9848
9849         if (!map->dim->nested[1])
9850                 return map;
9851
9852         map = isl_map_cow(map);
9853         if (!map)
9854                 return NULL;
9855
9856         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9857                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9858                 if (!map->p[i])
9859                         goto error;
9860         }
9861         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9862         if (!map->dim)
9863                 goto error;
9864
9865         return map;
9866 error:
9867         isl_map_free(map);
9868         return NULL;
9869 }
9870
9871 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9872  * and set the dimension specification to "dim".
9873  */
9874 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9875         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9876 {
9877         isl_basic_map *res;
9878         unsigned flags;
9879
9880         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9881         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9882                 goto error;
9883
9884         flags = bmap->flags;
9885         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9886         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9887         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9888         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9889                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9890         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9891         if (res)
9892                 res->flags = flags;
9893         res = isl_basic_map_finalize(res);
9894         return res;
9895 error:
9896         free(dim_map);
9897         isl_basic_map_free(bmap);
9898         isl_space_free(dim);
9899         return NULL;
9900 }
9901
9902 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9903  */
9904 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9905         __isl_take isl_reordering *r)
9906 {
9907         int i;
9908         struct isl_dim_map *dim_map;
9909
9910         map = isl_map_cow(map);
9911         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9912         if (!map || !r || !dim_map)
9913                 goto error;
9914
9915         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9916                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9917
9918                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9919
9920                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9921                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9922
9923                 if (!map->p[i])
9924                         goto error;
9925         }
9926
9927         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9928
9929         isl_reordering_free(r);
9930         free(dim_map);
9931         return map;
9932 error:
9933         free(dim_map);
9934         isl_map_free(map);
9935         isl_reordering_free(r);
9936         return NULL;
9937 }
9938
9939 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9940         __isl_take isl_reordering *r)
9941 {
9942         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9943 }
9944
9945 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9946         __isl_take isl_space *model)
9947 {
9948         isl_ctx *ctx;
9949
9950         if (!map || !model)
9951                 goto error;
9952
9953         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9954         if (!isl_space_has_named_params(model))
9955                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9956                         "model has unnamed parameters", goto error);
9957         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9958                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9959                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9960         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9961                 isl_reordering *exp;
9962
9963                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9964                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9965                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9966                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9967                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9968                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9969                 map = isl_map_realign(map, exp);
9970         }
9971
9972         isl_space_free(model);
9973         return map;
9974 error:
9975         isl_space_free(model);
9976         isl_map_free(map);
9977         return NULL;
9978 }
9979
9980 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9981         __isl_take isl_space *model)
9982 {
9983         return isl_map_align_params(set, model);
9984 }
9985
9986 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
9987  * additional parameters if needed.
9988  */
9989 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
9990         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
9991 {
9992         isl_ctx *ctx;
9993
9994         if (!bmap || !model)
9995                 goto error;
9996
9997         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9998         if (!isl_space_has_named_params(model))
9999                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10000                         "model has unnamed parameters", goto error);
10001         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10002                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10003                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10004         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10005                 isl_reordering *exp;
10006                 struct isl_dim_map *dim_map;
10007
10008                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10009                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10010                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10011                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10012                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10013                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10014                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10015                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10016                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10017                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10018                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10019                 isl_reordering_free(exp);
10020                 free(dim_map);
10021         }
10022
10023         isl_space_free(model);
10024         return bmap;
10025 error:
10026         isl_space_free(model);
10027         isl_basic_map_free(bmap);
10028         return NULL;
10029 }
10030
10031 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10032  * additional parameters if needed.
10033  */
10034 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10035         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10036 {
10037         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10038 }
10039
10040 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10041                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10042                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10043                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10044 {
10045         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10046         struct isl_mat *mat;
10047         int i, j, k;
10048         int pos;
10049
10050         if (!bmap)
10051                 return NULL;
10052         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10053                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10054         if (!mat)
10055                 return NULL;
10056         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10057                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10058                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10059                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10060                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10061                                             bmap->eq[i][off + k]);
10062                                 ++pos;
10063                         }
10064                 }
10065
10066         return mat;
10067 }
10068
10069 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10070                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10071                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10072                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10073 {
10074         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10075         struct isl_mat *mat;
10076         int i, j, k;
10077         int pos;
10078
10079         if (!bmap)
10080                 return NULL;
10081         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10082                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10083         if (!mat)
10084                 return NULL;
10085         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10086                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10087                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10088                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10089                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10090                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10091                                 ++pos;
10092                         }
10093                 }
10094
10095         return mat;
10096 }
10097
10098 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10099         __isl_take isl_space *dim,
10100         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10101         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10102         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10103 {
10104         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10105         isl_basic_map *bmap;
10106         unsigned total;
10107         unsigned extra;
10108         int i, j, k, l;
10109         int pos;
10110
10111         if (!dim || !eq || !ineq)
10112                 goto error;
10113
10114         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10115                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10116                         "equalities and inequalities matrices should have "
10117                         "same number of columns", goto error);
10118
10119         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10120
10121         if (eq->n_col < total)
10122                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10123                         "number of columns too small", goto error);
10124
10125         extra = eq->n_col - total;
10126
10127         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10128                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10129         if (!bmap)
10130                 goto error;
10131         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10132                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10133                 if (k < 0)
10134                         goto error;
10135                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10136         }
10137         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10138                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10139                 if (l < 0)
10140                         goto error;
10141                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10142                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10143                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10144                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10145                                             eq->row[i][pos]);
10146                                 ++pos;
10147                         }
10148                 }
10149         }
10150         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10151                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10152                 if (l < 0)
10153                         goto error;
10154                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10155                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10156                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10157                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10158                                             ineq->row[i][pos]);
10159                                 ++pos;
10160                         }
10161                 }
10162         }
10163
10164         isl_space_free(dim);
10165         isl_mat_free(eq);
10166         isl_mat_free(ineq);
10167
10168         return bmap;
10169 error:
10170         isl_space_free(dim);
10171         isl_mat_free(eq);
10172         isl_mat_free(ineq);
10173         return NULL;
10174 }
10175
10176 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10177         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10178         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10179 {
10180         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10181                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10182 }
10183
10184 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10185         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10186         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10187 {
10188         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10189                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10190 }
10191
10192 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10193         __isl_take isl_space *dim,
10194         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10195         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10196 {
10197         return (isl_basic_set*)
10198             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10199                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10200 }
10201
10202 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10203 {
10204         if (!bmap)
10205                 return -1;
10206         
10207         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10208 }
10209
10210 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10211 {
10212         if (!map)
10213                 return -1;
10214         
10215         return isl_space_can_zip(map->dim);
10216 }
10217
10218 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10219  * (A -> C) -> (B -> D).
10220  */
10221 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10222 {
10223         unsigned pos;
10224         unsigned n1;
10225         unsigned n2;
10226
10227         if (!bmap)
10228                 return NULL;
10229
10230         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10231                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10232                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10233         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10234                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10235         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10236         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10237         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10238         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10239         if (!bmap)
10240                 return NULL;
10241         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10242         if (!bmap->dim)
10243                 goto error;
10244         return bmap;
10245 error:
10246         isl_basic_map_free(bmap);
10247         return NULL;
10248 }
10249
10250 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10251  * (A -> C) -> (B -> D).
10252  */
10253 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10254 {
10255         int i;
10256
10257         if (!map)
10258                 return NULL;
10259
10260         if (!isl_map_can_zip(map))
10261                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10262                         goto error);
10263
10264         map = isl_map_cow(map);
10265         if (!map)
10266                 return NULL;
10267
10268         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10269                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10270                 if (!map->p[i])
10271                         goto error;
10272         }
10273
10274         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10275         if (!map->dim)
10276                 goto error;
10277
10278         return map;
10279 error:
10280         isl_map_free(map);
10281         return NULL;
10282 }
10283
10284 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10285  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10286  */
10287 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10288 {
10289         if (!bmap)
10290                 return -1;
10291
10292         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10293 }
10294
10295 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10296  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10297  */
10298 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10299 {
10300         if (!map)
10301                 return -1;
10302
10303         return isl_space_can_curry(map->dim);
10304 }
10305
10306 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10307  * A -> (B -> C).
10308  */
10309 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10310 {
10311
10312         if (!bmap)
10313                 return NULL;
10314
10315         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10316                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10317                         "basic map cannot be curried", goto error);
10318         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10319         if (!bmap->dim)
10320                 goto error;
10321         return bmap;
10322 error:
10323         isl_basic_map_free(bmap);
10324         return NULL;
10325 }
10326
10327 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10328  * A -> (B -> C).
10329  */
10330 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10331 {
10332         int i;
10333
10334         if (!map)
10335                 return NULL;
10336
10337         if (!isl_map_can_curry(map))
10338                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10339                         goto error);
10340
10341         map = isl_map_cow(map);
10342         if (!map)
10343                 return NULL;
10344
10345         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10346                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10347                 if (!map->p[i])
10348                         goto error;
10349         }
10350
10351         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10352         if (!map->dim)
10353                 goto error;
10354
10355         return map;
10356 error:
10357         isl_map_free(map);
10358         return NULL;
10359 }
10360
10361 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10362  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10363  */
10364 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10365 {
10366         if (!bmap)
10367                 return -1;
10368
10369         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10370 }
10371
10372 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10373  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10374  */
10375 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10376 {
10377         if (!map)
10378                 return -1;
10379
10380         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10381 }
10382
10383 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10384  * (A -> B) -> C.
10385  */
10386 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10387 {
10388
10389         if (!bmap)
10390                 return NULL;
10391
10392         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10393                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10394                         "basic map cannot be uncurried",
10395                         return isl_basic_map_free(bmap));
10396         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10397         if (!bmap->dim)
10398                 return isl_basic_map_free(bmap);
10399         return bmap;
10400 }
10401
10402 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10403  * (A -> B) -> C.
10404  */
10405 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10406 {
10407         int i;
10408
10409         if (!map)
10410                 return NULL;
10411
10412         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10413                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10414                         return isl_map_free(map));
10415
10416         map = isl_map_cow(map);
10417         if (!map)
10418                 return NULL;
10419
10420         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10421                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10422                 if (!map->p[i])
10423                         return isl_map_free(map);
10424         }
10425
10426         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10427         if (!map->dim)
10428                 return isl_map_free(map);
10429
10430         return map;
10431 }
10432
10433 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10434  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10435  */
10436 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10437 {
10438         int k;
10439         int pos;
10440         isl_local_space *ls;
10441         isl_basic_map *bmap;
10442
10443         if (!aff)
10444                 return NULL;
10445
10446         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10447         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10448         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10449         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10450         if (k < 0)
10451                 goto error;
10452
10453         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10454         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10455         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10456         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10457                     aff->v->size - (pos + 1));
10458
10459         isl_aff_free(aff);
10460         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10461         return bmap;
10462 error:
10463         isl_aff_free(aff);
10464         isl_basic_map_free(bmap);
10465         return NULL;
10466 }
10467
10468 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10469  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10470  */
10471 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10472 {
10473         isl_basic_map *bmap;
10474
10475         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10476         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10477 }
10478
10479 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10480  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10481  * corresponding affine expression.
10482  */
10483 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10484         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10485 {
10486         int i;
10487         isl_space *space;
10488         isl_basic_map *bmap;
10489
10490         if (!maff)
10491                 return NULL;
10492
10493         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10494                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10495                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10496
10497         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10498         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10499
10500         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10501                 isl_aff *aff;
10502                 isl_basic_map *bmap_i;
10503
10504                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10505                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10506
10507                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10508         }
10509
10510         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10511
10512         isl_multi_aff_free(maff);
10513         return bmap;
10514 }
10515
10516 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10517  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10518  * corresponding affine expression.
10519  */
10520 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10521 {
10522         isl_basic_map *bmap;
10523
10524         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10525         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10526 }
10527
10528 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10529  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10530  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10531  * corresponding affine expression.
10532  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10533  * domain_dim.
10534  */
10535 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10536         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10537 {
10538         int i;
10539         isl_space *dim;
10540         isl_basic_map *bmap;
10541
10542         if (!list)
10543                 return NULL;
10544
10545         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10546         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10547
10548         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10549                 isl_aff *aff;
10550                 isl_basic_map *bmap_i;
10551
10552                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10553                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10554
10555                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10556         }
10557
10558         isl_aff_list_free(list);
10559         return bmap;
10560 }
10561
10562 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10563         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10564 {
10565         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10566 }
10567
10568 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10569  */
10570 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10571         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10572 {
10573         isl_basic_map *bmap = NULL;
10574         int i;
10575
10576         if (!space)
10577                 return NULL;
10578
10579         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10580                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10581                         "index out of bounds", goto error);
10582         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10583                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10584                         "index out of bounds", goto error);
10585
10586         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10587                 return isl_basic_map_universe(space);
10588
10589         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10590         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10591         if (i < 0)
10592                 goto error;
10593         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10594         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10595         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10596         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10597         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10598         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10599         isl_space_free(space);
10600         return bmap;
10601 error:
10602         isl_space_free(space);
10603         isl_basic_map_free(bmap);
10604         return NULL;
10605 }
10606
10607 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10608  */
10609 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10610         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10611 {
10612         isl_basic_map *eq;
10613
10614         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10615
10616         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10617
10618         return bmap;
10619 }
10620
10621 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10622  */
10623 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10624         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10625 {
10626         isl_basic_map *bmap;
10627
10628         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10629
10630         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10631
10632         return map;
10633 }
10634
10635 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10636  */
10637 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10638         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10639 {
10640         isl_basic_map *bmap = NULL;
10641         int i;
10642
10643         if (!map)
10644                 return NULL;
10645
10646         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10647                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10648                         "index out of bounds", goto error);
10649         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10650                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10651                         "index out of bounds", goto error);
10652
10653         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10654         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10655         if (i < 0)
10656                 goto error;
10657         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10658         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10659         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10660         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10661         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10662         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10663
10664         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10665
10666         return map;
10667 error:
10668         isl_basic_map_free(bmap);
10669         isl_map_free(map);
10670         return NULL;
10671 }
10672
10673 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10674  * greater than or equal to that of the second.
10675  */
10676 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10677         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10678 {
10679         isl_constraint *c;
10680         isl_local_space *ls;
10681
10682         if (!bmap)
10683                 return NULL;
10684
10685         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10686                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10687                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10688         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10689                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10690                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10691
10692         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10693                 return bmap;
10694
10695         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10696         c = isl_inequality_alloc(ls);
10697         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10698         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10699         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10700
10701         return bmap;
10702 }
10703
10704 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10705  * greater than that of the second.
10706  */
10707 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10708         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10709 {
10710         isl_basic_map *bmap = NULL;
10711         int i;
10712
10713         if (!map)
10714                 return NULL;
10715
10716         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10717                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10718                         "index out of bounds", goto error);
10719         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10720                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10721                         "index out of bounds", goto error);
10722
10723         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10724                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10725                 isl_map_free(map);
10726                 return isl_map_empty(space);
10727         }
10728
10729         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10730         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10731         if (i < 0)
10732                 goto error;
10733         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10734         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10735         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10736         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10737         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10738         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10739         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10740
10741         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10742
10743         return map;
10744 error:
10745         isl_basic_map_free(bmap);
10746         isl_map_free(map);
10747         return NULL;
10748 }
10749
10750 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10751  * smaller than that of the second.
10752  */
10753 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10754         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10755 {
10756         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10757 }
10758
10759 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10760         int pos)
10761 {
10762         isl_aff *div;
10763         isl_local_space *ls;
10764
10765         if (!bmap)
10766                 return NULL;
10767
10768         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10769                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10770                         "some divs are unknown", return NULL);
10771
10772         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10773         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10774         isl_local_space_free(ls);
10775
10776         return div;
10777 }
10778
10779 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10780         int pos)
10781 {
10782         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10783 }
10784
10785 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10786  *
10787  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10788  *
10789  *      f/d
10790  *
10791  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10792  *
10793  *      floor((a i + g)/m)
10794  *
10795  * is replaced by
10796  *
10797  *      floor((a f + d g)/(m d))
10798  *
10799  * Constraints of the form
10800  *
10801  *      a i + g
10802  *
10803  * are replaced by
10804  *
10805  *      a f + d g
10806  */
10807 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10808         __isl_take isl_basic_set *bset,
10809         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10810 {
10811         int i;
10812         isl_int v;
10813         isl_ctx *ctx;
10814
10815         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10816                 return bset;
10817
10818         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10819         if (!bset || !subs)
10820                 goto error;
10821
10822         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10823         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10824                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10825                         "spaces don't match", goto error);
10826         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10827                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10828                         "cannot handle divs yet", goto error);
10829
10830         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10831
10832         isl_int_init(v);
10833
10834         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10835                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10836                         continue;
10837                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10838                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10839                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10840                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10841         }
10842
10843         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10844                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10845                         continue;
10846                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10847                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10848                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10849                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10850         }
10851
10852         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10853                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10854                         continue;
10855                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10856                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10857                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10858                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10859                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10860                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10861         }
10862
10863         isl_int_clear(v);
10864
10865         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10866         return isl_basic_set_finalize(bset);
10867 error:
10868         isl_basic_set_free(bset);
10869         return NULL;
10870 }
10871
10872 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10873  */
10874 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10875         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10876 {
10877         int i;
10878
10879         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10880                 return set;
10881
10882         set = isl_set_cow(set);
10883         if (!set || !subs)
10884                 goto error;
10885
10886         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10887                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10888                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10889                         goto error;
10890         }
10891
10892         return set;
10893 error:
10894         isl_set_free(set);
10895         return NULL;
10896 }