isl_basic_map_swap_div: extract out swap_div
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1149  *
1150  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1151  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1152  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1153  * change in the ordering of the constraints.
1154  */
1155 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1156                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1157 {
1158         isl_int *t;
1159
1160         t = bmap->ineq[pos];
1161         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1162         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1163         bmap->eq[-1] = t;
1164         bmap->n_eq++;
1165         bmap->n_ineq--;
1166         bmap->eq--;
1167         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1168         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1169         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1170         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1171 }
1172
1173 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1174 {
1175         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1176 }
1177
1178 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1179 {
1180         struct isl_ctx *ctx;
1181         if (!bmap)
1182                 return -1;
1183         ctx = bmap->ctx;
1184         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1185         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1186         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1187         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1188         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1189         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1190                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1191                       bmap->extra - bmap->n_div);
1192         return bmap->n_ineq++;
1193 }
1194
1195 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1196 {
1197         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1205         bmap->n_ineq -= n;
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1210 {
1211         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1212 }
1213
1214 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1215 {
1216         isl_int *t;
1217         if (!bmap)
1218                 return -1;
1219         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1220
1221         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1222                 t = bmap->ineq[pos];
1223                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1224                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1225                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1226         }
1227         bmap->n_ineq--;
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1232 {
1233         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1234 }
1235
1236 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1237         isl_int *eq)
1238 {
1239         int k;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1245         if (k < 0)
1246                 goto error;
1247         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1248         return bmap;
1249 error:
1250         isl_basic_map_free(bmap);
1251         return NULL;
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1255         isl_int *eq)
1256 {
1257         return (isl_basic_set *)
1258                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1259 }
1260
1261 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1262         isl_int *ineq)
1263 {
1264         int k;
1265
1266         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1267         if (!bmap)
1268                 return NULL;
1269         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1270         if (k < 0)
1271                 goto error;
1272         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1273         return bmap;
1274 error:
1275         isl_basic_map_free(bmap);
1276         return NULL;
1277 }
1278
1279 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1280         isl_int *ineq)
1281 {
1282         return (isl_basic_set *)
1283                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1284 }
1285
1286 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1287 {
1288         if (!bmap)
1289                 return -1;
1290         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1291         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1292                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1293                       bmap->extra - bmap->n_div);
1294         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1295         return bmap->n_div++;
1296 }
1297
1298 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1299 {
1300         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1301 }
1302
1303 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1304 {
1305         if (!bmap)
1306                 return -1;
1307         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1308         bmap->n_div -= n;
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1313 {
1314         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1315 }
1316
1317 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1318  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1319  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1320  * variables.
1321  */
1322 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1323                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1324                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1325 {
1326         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1327         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1328         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1329         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1330         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1331         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1332         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1333         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1334         if (dst_nparam > src_nparam)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1336                                 dst_nparam - src_nparam);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1339                     src+1+src_nparam,
1340                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1341         if (dst_in-in_off > src_in)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1343                                 dst_in - in_off - src_in);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in,
1347                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1348         if (dst_out-out_off > src_out)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1350                                 dst_out - out_off - src_out);
1351         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1352         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1353                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1354                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1355         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1356                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1357                                 div_off+src_map->n_div,
1358                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1359 }
1360
1361 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1362                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1363                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1364 {
1365         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1366         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1367 }
1368
1369 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1370                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1371 {
1372         int i;
1373         unsigned div_off;
1374
1375         if (!bmap1 || !bmap2)
1376                 goto error;
1377
1378         div_off = bmap1->n_div;
1379
1380         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1381                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1382                 if (i1 < 0)
1383                         goto error;
1384                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1385                                 i_pos, o_pos, div_off);
1386         }
1387
1388         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1389                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1390                 if (i1 < 0)
1391                         goto error;
1392                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1393                                 i_pos, o_pos, div_off);
1394         }
1395
1396         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1397                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1398                 if (i1 < 0)
1399                         goto error;
1400                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1401                          i_pos, o_pos, div_off);
1402         }
1403
1404         isl_basic_map_free(bmap2);
1405
1406         return bmap1;
1407
1408 error:
1409         isl_basic_map_free(bmap1);
1410         isl_basic_map_free(bmap2);
1411         return NULL;
1412 }
1413
1414 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1415                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1416 {
1417         return (struct isl_basic_set *)
1418                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1419                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1420 }
1421
1422 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1423                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1424                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1425 {
1426         struct isl_basic_map *ext;
1427         unsigned flags;
1428         int dims_ok;
1429
1430         if (!dim)
1431                 goto error;
1432
1433         if (!base)
1434                 goto error;
1435
1436         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1437                   base->extra >= base->n_div + extra;
1438
1439         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1440                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1441                 isl_space_free(dim);
1442                 return base;
1443         }
1444
1445         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1446         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1447         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1448         extra += base->extra;
1449         n_eq += base->n_eq;
1450         n_ineq += base->n_ineq;
1451
1452         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1453         dim = NULL;
1454         if (!ext)
1455                 goto error;
1456
1457         if (dims_ok)
1458                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1459         flags = base->flags;
1460         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1461         if (ext) {
1462                 ext->flags = flags;
1463                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1464         }
1465
1466         return ext;
1467
1468 error:
1469         isl_space_free(dim);
1470         isl_basic_map_free(base);
1471         return NULL;
1472 }
1473
1474 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1475                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1476                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1477 {
1478         return (struct isl_basic_set *)
1479                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1480                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1481 }
1482
1483 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1484                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1485 {
1486         if (!base)
1487                 return NULL;
1488         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1489                                         0, n_eq, n_ineq);
1490 }
1491
1492 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1493                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1494                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1495 {
1496         struct isl_basic_map *bmap;
1497         isl_space *dim;
1498
1499         if (!base)
1500                 return NULL;
1501         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1502         if (!dim)
1503                 goto error;
1504
1505         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1506         return bmap;
1507 error:
1508         isl_basic_map_free(base);
1509         return NULL;
1510 }
1511
1512 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1513                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1514                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1515 {
1516         return (struct isl_basic_set *)
1517                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1518                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1519 }
1520
1521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1522                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1526                                                     n_eq, n_ineq);
1527 }
1528
1529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1530 {
1531         return (struct isl_basic_set *)
1532                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1533 }
1534
1535 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1536 {
1537         if (!bmap)
1538                 return NULL;
1539
1540         if (bmap->ref > 1) {
1541                 bmap->ref--;
1542                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1543         }
1544         if (bmap)
1545                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1546         return bmap;
1547 }
1548
1549 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1550 {
1551         if (!set)
1552                 return NULL;
1553
1554         if (set->ref == 1)
1555                 return set;
1556         set->ref--;
1557         return isl_set_dup(set);
1558 }
1559
1560 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1561 {
1562         if (!map)
1563                 return NULL;
1564
1565         if (map->ref == 1)
1566                 return map;
1567         map->ref--;
1568         return isl_map_dup(map);
1569 }
1570
1571 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1572                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1573 {
1574         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1575         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1576         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1577 }
1578
1579 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1580         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1581 {
1582         int i;
1583         struct isl_blk blk;
1584
1585         if (!bmap)
1586                 goto error;
1587
1588         isl_assert(bmap->ctx,
1589                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1590
1591         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1592                 return bmap;
1593
1594         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1595         if (!bmap)
1596                 return NULL;
1597
1598         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1599         if (isl_blk_is_error(blk))
1600                 goto error;
1601
1602         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1603                 swap_vars(blk,
1604                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1605
1606         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1607                 swap_vars(blk,
1608                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1611                 swap_vars(blk,
1612                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1613
1614         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1615
1616         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1617         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1619 error:
1620         isl_basic_map_free(bmap);
1621         return NULL;
1622 }
1623
1624 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1625         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1626 {
1627         unsigned dim;
1628         unsigned nparam;
1629
1630         if (!bset)
1631                 return NULL;
1632
1633         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1634         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1635         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1636
1637         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1638 error:
1639         isl_basic_set_free(bset);
1640         return NULL;
1641 }
1642
1643 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1644 {
1645         int i = 0;
1646         unsigned total;
1647         if (!bmap)
1648                 goto error;
1649         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1650         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1651         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1652         if (bmap->n_eq > 0)
1653                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1654         else {
1655                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1656                 if (i < 0)
1657                         goto error;
1658         }
1659         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1660         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1661         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1662         isl_vec_free(bmap->sample);
1663         bmap->sample = NULL;
1664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1665 error:
1666         isl_basic_map_free(bmap);
1667         return NULL;
1668 }
1669
1670 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1671 {
1672         return (struct isl_basic_set *)
1673                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1674 }
1675
1676 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" (without modifying any of the constraints
1677  * of "bmap").
1678  */
1679 static void swap_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1680 {
1681         isl_int *t = bmap->div[a];
1682         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1683         bmap->div[b] = t;
1684 }
1685
1686 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" and adjust the constraints and
1687  * div definitions accordingly.
1688  */
1689 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1690 {
1691         int i;
1692         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1693
1694         swap_div(bmap, a, b);
1695
1696         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1697                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1698
1699         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1700                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1701
1702         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1703                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1704         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1705 }
1706
1707 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1708  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1709  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1710  */
1711 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1712         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1713 {
1714         int i;
1715
1716         if (!map)
1717                 return NULL;
1718         if (n == 0)
1719                 return map;
1720
1721         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1722                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1723                         "index out of bounds", goto error);
1724
1725         map = isl_map_cow(map);
1726         if (!map)
1727                 return NULL;
1728
1729         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1730                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1731                 if (!map->p[i])
1732                         goto error;
1733         }
1734         return map;
1735 error:
1736         isl_map_free(map);
1737         return NULL;
1738 }
1739
1740 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1741  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1742  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1743  */
1744 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1745         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1746 {
1747         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1748 }
1749
1750 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1751  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1752  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1753  */
1754 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1755         unsigned first, unsigned n)
1756 {
1757         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1758 }
1759
1760 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1761         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1762 {
1763         if (!bmap)
1764                 return NULL;
1765         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1766                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1767         if (!bmap)
1768                 return NULL;
1769         bmap->n_div = 0;
1770         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1771 }
1772
1773 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1774         __isl_take isl_basic_set *bset)
1775 {
1776         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1777                         (struct isl_basic_map *)bset);
1778 }
1779
1780 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1781 {
1782         int i;
1783
1784         if (!map)
1785                 return NULL;
1786         if (map->n == 0)
1787                 return map;
1788
1789         map = isl_map_cow(map);
1790         if (!map)
1791                 return NULL;
1792         
1793         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1794                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1795                 if (!map->p[i])
1796                         goto error;
1797         }
1798         return map;
1799 error:
1800         isl_map_free(map);
1801         return NULL;
1802 }
1803
1804 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1805 {
1806         return isl_map_remove_divs(set);
1807 }
1808
1809 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1810         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1811 {
1812         if (!bmap)
1813                 return NULL;
1814         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1815                         goto error);
1816         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1817                 return bmap;
1818         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1819                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1820         if (!bmap)
1821                 return bmap;
1822         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1823                 return bmap;
1824         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1825         return bmap;
1826 error:
1827         isl_basic_map_free(bmap);
1828         return NULL;
1829 }
1830
1831 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1832  * any of the given variables.
1833  */
1834 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1835         unsigned first, unsigned n)
1836 {
1837         int i;
1838         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1839
1840         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1841                 return 0;
1842         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1843                 return 1;
1844
1845         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1846                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1847                         continue;
1848                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1849                         return 1;
1850         }
1851
1852         return 0;
1853 }
1854
1855 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1856  * based on inequality "i".
1857  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1858  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1859  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1860  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1861  *
1862  * The calling function has already checked that the inequality does not
1863  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1864  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1865  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1866  *
1867  * Let "div" be of the form
1868  *
1869  *      q = floor((a + f(x))/d)
1870  *
1871  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1872  *
1873  *      b + f(x) >= 0
1874  *
1875  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1876  * However, we allow a slightly more general form
1877  *
1878  *      b + g(x) >= 0
1879  *
1880  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1881  * divisible by d.
1882  * Rewriting this constraint as
1883  *
1884  *      0 >= -b - g(x)
1885  *
1886  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1887  *
1888  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1889  *
1890  * Taking the floor on both sides, we obtain
1891  *
1892  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1893  *
1894  * or
1895  *
1896  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1897  *
1898  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1899  *
1900  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1901  *
1902  */
1903 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1904         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1905         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1906 {
1907         int j;
1908
1909         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1910                 if (lb) {
1911                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1912                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1913                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1914                 }
1915                 if (ub) {
1916                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1917                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1918                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1919                 }
1920         }
1921         if (!lb && !ub)
1922                 return bmap;
1923
1924         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1925         if (lb) {
1926                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1927                 if (k < 0)
1928                         goto error;
1929                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1930                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1931                                         bmap->div[div][1 + j]);
1932                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1933                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1934                 }
1935                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1936         }
1937         if (ub) {
1938                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1939                 if (k < 0)
1940                         goto error;
1941                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1942                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1943                                         bmap->div[div][1 + j]);
1944                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1945                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1946                 }
1947                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1948         }
1949
1950         return bmap;
1951 error:
1952         isl_basic_map_free(bmap);
1953         return NULL;
1954 }
1955
1956 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1957  * using Fourier-Motzkin.
1958  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1959  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1960  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1961  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1962  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1963  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1964  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1965  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1966  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1967  * on "div".
1968  *
1969  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1970  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1971  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1972  * Consider, for example, the set
1973  *
1974  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1975  *
1976  * The second constraint can be rewritten as
1977  *
1978  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1979  *
1980  * from which we can derive
1981  *
1982  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1983  *
1984  * or
1985  *
1986  *      i + 2j <= 3 + 2k
1987  *
1988  * Combined with the first constraint, we obtain
1989  *
1990  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1991  *
1992  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1993  * the first constraint, we obtain
1994  *
1995  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1996  *
1997  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1998  *
1999  *      k >= -2
2000  */
2001 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
2002         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
2003 {
2004         int i;
2005         int check_lb, check_ub;
2006         isl_int v;
2007         unsigned total;
2008
2009         if (!bmap)
2010                 return NULL;
2011
2012         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2013                 return bmap;
2014
2015         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2016
2017         check_lb = 0;
2018         check_ub = 0;
2019         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2020                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2021                 if (s > 0)
2022                         check_ub = 1;
2023                 if (s < 0)
2024                         check_lb = 1;
2025         }
2026
2027         if (!check_lb && !check_ub)
2028                 return bmap;
2029
2030         isl_int_init(v);
2031
2032         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2033                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2034                         continue;
2035
2036                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2037                                                         check_lb, check_ub);
2038         }
2039
2040         isl_int_clear(v);
2041
2042         return bmap;
2043 }
2044
2045 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2046  * in their definitions.
2047  */
2048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2049         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2050         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2051 {
2052         int i;
2053
2054         if (!bmap)
2055                 return NULL;
2056         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2057                         goto error);
2058         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2059
2060         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2061                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2062                         continue;
2063                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2064                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2065                 if (!bmap)
2066                         return NULL;
2067                 i = bmap->n_div;
2068         }
2069
2070         return bmap;
2071 error:
2072         isl_basic_map_free(bmap);
2073         return NULL;
2074 }
2075
2076 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2077         __isl_take isl_basic_set *bset,
2078         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2079 {
2080         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2081 }
2082
2083 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2084         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2085 {
2086         int i;
2087
2088         if (!map)
2089                 return NULL;
2090         if (map->n == 0)
2091                 return map;
2092
2093         map = isl_map_cow(map);
2094         if (!map)
2095                 return NULL;
2096
2097         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2098                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2099                                                                 type, first, n);
2100                 if (!map->p[i])
2101                         goto error;
2102         }
2103         return map;
2104 error:
2105         isl_map_free(map);
2106         return NULL;
2107 }
2108
2109 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2110         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2111 {
2112         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2113                                                               type, first, n);
2114 }
2115
2116 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2117  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2118  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2119  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2120  * div.
2121  */
2122 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2123         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2124 {
2125         int i;
2126
2127         if (!bmap)
2128                 return -1;
2129
2130         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2131                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2132                         "index out of bounds", return -1);
2133
2134         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2135         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2136                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2137                         return 1;
2138         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2139                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2140                         return 1;
2141         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2142                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2143                         continue;
2144                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2145                         return 1;
2146         }
2147
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2152         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2153 {
2154         int i;
2155
2156         if (!map)
2157                 return -1;
2158
2159         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2160                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2161                         "index out of bounds", return -1);
2162
2163         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2164                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2165                                                             type, first, n);
2166                 if (involves < 0 || involves)
2167                         return involves;
2168         }
2169
2170         return 0;
2171 }
2172
2173 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2174         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2175 {
2176         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2177 }
2178
2179 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2180         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2181 {
2182         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2183 }
2184
2185 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2186  * on unknown divs.
2187  */
2188 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2189 {
2190         int i;
2191         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2192
2193         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2194                 return 1;
2195
2196         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2197                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2198                         continue;
2199                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2200                         return 1;
2201         }
2202
2203         return 0;
2204 }
2205
2206 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2207  */
2208 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2209         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2210 {
2211         int i;
2212
2213         if (!bmap)
2214                 return NULL;
2215
2216         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2217                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2218                         continue;
2219                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2220                 if (!bmap)
2221                         return NULL;
2222                 i = bmap->n_div;
2223         }
2224
2225         return bmap;
2226 }
2227
2228 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2229  */
2230 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2231         __isl_take isl_basic_set *bset)
2232 {
2233         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2234 }
2235
2236 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2237 {
2238         int i;
2239
2240         if (!map)
2241                 return NULL;
2242         if (map->n == 0)
2243                 return map;
2244
2245         map = isl_map_cow(map);
2246         if (!map)
2247                 return NULL;
2248
2249         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2250                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2251                 if (!map->p[i])
2252                         goto error;
2253         }
2254         return map;
2255 error:
2256         isl_map_free(map);
2257         return NULL;
2258 }
2259
2260 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2261 {
2262         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2263 }
2264
2265 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2266         __isl_take isl_basic_set *bset,
2267         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2268 {
2269         return (isl_basic_set *)
2270             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2271 }
2272
2273 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2274         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2275 {
2276         int i;
2277
2278         if (n == 0)
2279                 return map;
2280
2281         map = isl_map_cow(map);
2282         if (!map)
2283                 return NULL;
2284         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2285         
2286         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2287                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2288                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2289                 if (!map->p[i])
2290                         goto error;
2291         }
2292         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2293         return map;
2294 error:
2295         isl_map_free(map);
2296         return NULL;
2297 }
2298
2299 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2300         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2301 {
2302         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2303 }
2304
2305 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2306 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2307         unsigned first, unsigned n)
2308 {
2309         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2310 }
2311
2312 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2313                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2314 {
2315         const char *name;
2316         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2317         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2318         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2319         if (!pos)
2320                 isl_int_print(out, c, 0);
2321         else {
2322                 if (!isl_int_is_one(c))
2323                         isl_int_print(out, c, 0);
2324                 if (pos < 1 + nparam) {
2325                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2326                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2327                         if (name)
2328                                 fprintf(out, "%s", name);
2329                         else
2330                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2331                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2332                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2333                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2334                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2335                 else
2336                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2337         }
2338 }
2339
2340 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2341                                 int sign, FILE *out)
2342 {
2343         int i;
2344         int first;
2345         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2346         isl_int v;
2347
2348         isl_int_init(v);
2349         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2350                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2351                         continue;
2352                 if (!first)
2353                         fprintf(out, " + ");
2354                 first = 0;
2355                 isl_int_abs(v, c[i]);
2356                 dump_term(bmap, v, i, out);
2357         }
2358         isl_int_clear(v);
2359         if (first)
2360                 fprintf(out, "0");
2361 }
2362
2363 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2364                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2365 {
2366         int i;
2367
2368         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2369
2370         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2371         fprintf(out, " %s ", op);
2372         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2373
2374         fprintf(out, "\n");
2375
2376         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2377                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2378                         continue;
2379                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2380                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2381                 abort();
2382         }
2383 }
2384
2385 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2386                                 isl_int **c, unsigned n,
2387                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2388 {
2389         int i;
2390
2391         for (i = 0; i < n; ++i)
2392                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2393 }
2394
2395 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2396 {
2397         int j;
2398         int first = 1;
2399         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2400
2401         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2402                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2403                         continue;
2404                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2405                         fprintf(out, "+");
2406                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2407                 first = 0;
2408         }
2409 }
2410
2411 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2412 {
2413         int i;
2414
2415         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2416         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2417
2418         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2419                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2420                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2421                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2422                 fprintf(out, ")/");
2423                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2424                 fprintf(out, "]\n");
2425         }
2426 }
2427
2428 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2429         FILE *out, int indent)
2430 {
2431         if (!bset) {
2432                 fprintf(out, "null basic set\n");
2433                 return;
2434         }
2435
2436         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2437         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2438                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2439                         bset->extra, bset->flags);
2440         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2441 }
2442
2443 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2444         FILE *out, int indent)
2445 {
2446         if (!bmap) {
2447                 fprintf(out, "null basic map\n");
2448                 return;
2449         }
2450
2451         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2452         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2453                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2454                 bmap->ref,
2455                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2456                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2457         dump(bmap, out, indent);
2458 }
2459
2460 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2461 {
2462         unsigned total;
2463         if (!bmap)
2464                 return -1;
2465         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2466         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2467         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2468         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2469         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2470         return 0;
2471 }
2472
2473 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2474         unsigned flags)
2475 {
2476         struct isl_set *set;
2477
2478         if (!dim)
2479                 return NULL;
2480         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2481         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2482         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2483                         sizeof(struct isl_set) +
2484                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2485         if (!set)
2486                 goto error;
2487
2488         set->ctx = dim->ctx;
2489         isl_ctx_ref(set->ctx);
2490         set->ref = 1;
2491         set->size = n;
2492         set->n = 0;
2493         set->dim = dim;
2494         set->flags = flags;
2495         return set;
2496 error:
2497         isl_space_free(dim);
2498         return NULL;
2499 }
2500
2501 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2502                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2503 {
2504         struct isl_set *set;
2505         isl_space *dims;
2506
2507         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2508         if (!dims)
2509                 return NULL;
2510
2511         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2512         return set;
2513 }
2514
2515 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2516  */
2517 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2518 {
2519         int i;
2520         struct isl_map *grown = NULL;
2521
2522         if (!map)
2523                 return NULL;
2524         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2525         if (map->n + n <= map->size)
2526                 return map;
2527         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2528         if (!grown)
2529                 goto error;
2530         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2531                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2532                 if (!grown->p[i])
2533                         goto error;
2534                 grown->n++;
2535         }
2536         isl_map_free(map);
2537         return grown;
2538 error:
2539         isl_map_free(grown);
2540         isl_map_free(map);
2541         return NULL;
2542 }
2543
2544 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2545  */
2546 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2547 {
2548         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2549 }
2550
2551 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2552 {
2553         int i;
2554         struct isl_set *dup;
2555
2556         if (!set)
2557                 return NULL;
2558
2559         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2560         if (!dup)
2561                 return NULL;
2562         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2563                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2564         return dup;
2565 }
2566
2567 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2568 {
2569         return isl_map_from_basic_map(bset);
2570 }
2571
2572 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2573 {
2574         struct isl_map *map;
2575
2576         if (!bmap)
2577                 return NULL;
2578
2579         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2580         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2581 }
2582
2583 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2584                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2585 {
2586         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2587                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2588 }
2589
2590 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2591 {
2592         int i;
2593
2594         if (!set)
2595                 return NULL;
2596
2597         if (--set->ref > 0)
2598                 return NULL;
2599
2600         isl_ctx_deref(set->ctx);
2601         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2602                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2603         isl_space_free(set->dim);
2604         free(set);
2605
2606         return NULL;
2607 }
2608
2609 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2610 {
2611         int i;
2612
2613         if (!set) {
2614                 fprintf(out, "null set\n");
2615                 return;
2616         }
2617
2618         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2619         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2620                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2621                         set->flags);
2622         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2623                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2624                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2625                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2626         }
2627 }
2628
2629 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2630 {
2631         int i;
2632
2633         if (!map) {
2634                 fprintf(out, "null map\n");
2635                 return;
2636         }
2637
2638         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2639         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2640                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2641                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2642                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2643         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2644                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2645                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2646                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2647         }
2648 }
2649
2650 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2651                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2652 {
2653         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2654
2655         if (!bmap || !bset)
2656                 goto error;
2657
2658         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2659                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2660
2661         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2662                 isl_assert(bset->ctx,
2663                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2664
2665         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2666         if (!bmap)
2667                 goto error;
2668         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2669                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2670         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2671         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2672
2673         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2674         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2675 error:
2676         isl_basic_map_free(bmap);
2677         isl_basic_set_free(bset);
2678         return NULL;
2679 }
2680
2681 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2682                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2683 {
2684         struct isl_basic_map *bmap_range;
2685
2686         if (!bmap || !bset)
2687                 goto error;
2688
2689         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2690                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2691
2692         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2693                 isl_assert(bset->ctx,
2694                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2695
2696         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2697                 isl_basic_set_free(bset);
2698                 return bmap;
2699         }
2700
2701         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2702         if (!bmap)
2703                 goto error;
2704         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2705                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2706         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2707         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2708
2709         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2710         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2711 error:
2712         isl_basic_map_free(bmap);
2713         isl_basic_set_free(bset);
2714         return NULL;
2715 }
2716
2717 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2718 {
2719         int i;
2720         unsigned total;
2721         isl_int s;
2722
2723         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2724         if (total != vec->size)
2725                 return -1;
2726
2727         isl_int_init(s);
2728
2729         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2730                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2731                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2732                         isl_int_clear(s);
2733                         return 0;
2734                 }
2735         }
2736
2737         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2738                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2739                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2740                         isl_int_clear(s);
2741                         return 0;
2742                 }
2743         }
2744
2745         isl_int_clear(s);
2746
2747         return 1;
2748 }
2749
2750 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2751 {
2752         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2753 }
2754
2755 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2756                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2757 {
2758         struct isl_vec *sample = NULL;
2759
2760         if (!bmap1 || !bmap2)
2761                 goto error;
2762
2763         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2764                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2765         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2766                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2767             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2768                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2769                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2770
2771         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2772                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2773                 isl_assert(bmap1->ctx,
2774                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2775
2776         if (bmap1->sample &&
2777             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2778             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2779                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2780         else if (bmap2->sample &&
2781             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2782             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2783                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2784
2785         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2786         if (!bmap1)
2787                 goto error;
2788         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2789                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2790         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2791
2792         if (!bmap1)
2793                 isl_vec_free(sample);
2794         else if (sample) {
2795                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2796                 bmap1->sample = sample;
2797         }
2798
2799         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2800         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2801 error:
2802         if (sample)
2803                 isl_vec_free(sample);
2804         isl_basic_map_free(bmap1);
2805         isl_basic_map_free(bmap2);
2806         return NULL;
2807 }
2808
2809 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2810                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2811 {
2812         return (struct isl_basic_set *)
2813                 isl_basic_map_intersect(
2814                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2815                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2816 }
2817
2818 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2819         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2820 {
2821         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2822 }
2823
2824 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2825  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2826  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2827  * added to the other map.
2828  */
2829 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2830         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2831 {
2832         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2833         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2834         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2835         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2836
2837         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2838                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2839
2840         isl_assert(map2->ctx,
2841                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2842
2843         map1 = isl_map_cow(map1);
2844         if (!map1)
2845                 goto error;
2846         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2847                 isl_map_free(map2);
2848                 return map1;
2849         }
2850         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2851         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2852                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2853         else
2854                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2855                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2856
2857         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2858         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2859         if (!map1->p[0])
2860                 goto error;
2861
2862         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2863                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2864                 map1->n = 0;
2865         }
2866
2867         isl_map_free(map2);
2868
2869         return map1;
2870 error:
2871         isl_map_free(map1);
2872         isl_map_free(map2);
2873         return NULL;
2874 }
2875
2876 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2877  * space as map1.
2878  */
2879 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2880         __isl_take isl_map *map2)
2881 {
2882         unsigned flags = 0;
2883         isl_map *result;
2884         int i, j;
2885
2886         if (!map1 || !map2)
2887                 goto error;
2888
2889         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2890              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2891             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2892                 isl_map_free(map2);
2893                 return map1;
2894         }
2895         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2896              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2897             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2898                 isl_map_free(map1);
2899                 return map2;
2900         }
2901
2902         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2903             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2904             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2905             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2906              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2907                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2908
2909         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2910                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2911                 isl_assert(map1->ctx,
2912                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2913
2914         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2915             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2916                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2917
2918         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2919                                 map1->n * map2->n, flags);
2920         if (!result)
2921                 goto error;
2922         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2923                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2924                         struct isl_basic_map *part;
2925                         part = isl_basic_map_intersect(
2926                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2927                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2928                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2929                                 part = isl_basic_map_free(part);
2930                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2931                         if (!result)
2932                                 goto error;
2933                 }
2934         isl_map_free(map1);
2935         isl_map_free(map2);
2936         return result;
2937 error:
2938         isl_map_free(map1);
2939         isl_map_free(map2);
2940         return NULL;
2941 }
2942
2943 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2944         __isl_take isl_map *map2)
2945 {
2946         if (!map1 || !map2)
2947                 goto error;
2948         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2949                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2950                         "spaces don't match", goto error);
2951         return map_intersect_internal(map1, map2);
2952 error:
2953         isl_map_free(map1);
2954         isl_map_free(map2);
2955         return NULL;
2956 }
2957
2958 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__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);
2962 }
2963
2964 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2965 {
2966         return (struct isl_set *)
2967                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2968                                   (struct isl_map *)set2);
2969 }
2970
2971 /* map_intersect_internal accepts intersections
2972  * with parameter domains, so we can just call that function.
2973  */
2974 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2975                 __isl_take isl_set *params)
2976 {
2977         return map_intersect_internal(map, params);
2978 }
2979
2980 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2981         __isl_take isl_map *map2)
2982 {
2983         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2984 }
2985
2986 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2987                 __isl_take isl_set *params)
2988 {
2989         return isl_map_intersect_params(set, params);
2990 }
2991
2992 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2993 {
2994         isl_space *dim;
2995         struct isl_basic_set *bset;
2996         unsigned in;
2997
2998         if (!bmap)
2999                 return NULL;
3000         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3001         if (!bmap)
3002                 return NULL;
3003         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
3004         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3005         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3006         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
3007         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
3008 }
3009
3010 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
3011         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3012 {
3013         isl_space *space;
3014
3015         if (!bmap)
3016                 return NULL;
3017         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3018                 return bmap;
3019
3020         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3021         space = isl_space_reset(space, type);
3022         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3023         return bmap;
3024 }
3025
3026 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3027         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3028         unsigned pos, unsigned n)
3029 {
3030         isl_space *res_dim;
3031         struct isl_basic_map *res;
3032         struct isl_dim_map *dim_map;
3033         unsigned total, off;
3034         enum isl_dim_type t;
3035
3036         if (n == 0)
3037                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3038
3039         if (!bmap)
3040                 return NULL;
3041
3042         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3043
3044         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3045         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3046         off = 0;
3047         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3048                 if (t != type) {
3049                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3050                 } else {
3051                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3052                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3053                                                 0, pos, off);
3054                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3055                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3056                 }
3057                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3058         }
3059         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3060
3061         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3062                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3063         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3064                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3065         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3066                 isl_basic_map_free(bmap);
3067                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3068         }
3069         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3070         return isl_basic_map_finalize(res);
3071 }
3072
3073 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3074         __isl_take isl_basic_set *bset,
3075         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3076 {
3077         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3078 }
3079
3080 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3081                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3082 {
3083         if (!bmap)
3084                 return NULL;
3085         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3086                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3087 }
3088
3089 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3090                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3091 {
3092         if (!bset)
3093                 return NULL;
3094         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3095         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3096 error:
3097         isl_basic_set_free(bset);
3098         return NULL;
3099 }
3100
3101 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3102         enum isl_dim_type type)
3103 {
3104         isl_space *space;
3105
3106         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3107                 return map;
3108
3109         space = isl_map_get_space(map);
3110         space = isl_space_reset(space, type);
3111         map = isl_map_reset_space(map, space);
3112         return map;
3113 }
3114
3115 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3116                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3117 {
3118         int i;
3119
3120         if (n == 0)
3121                 return map_space_reset(map, type);
3122
3123         map = isl_map_cow(map);
3124         if (!map)
3125                 return NULL;
3126
3127         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3128         if (!map->dim)
3129                 goto error;
3130
3131         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3132                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3133                 if (!map->p[i])
3134                         goto error;
3135         }
3136
3137         return map;
3138 error:
3139         isl_map_free(map);
3140         return NULL;
3141 }
3142
3143 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3144                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3145 {
3146         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3147 }
3148
3149 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3150                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3151 {
3152         if (!map)
3153                 return NULL;
3154         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3155 }
3156
3157 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3158                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3159 {
3160         if (!set)
3161                 return NULL;
3162         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3163         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3164 error:
3165         isl_set_free(set);
3166         return NULL;
3167 }
3168
3169 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3170         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3171         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3172         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3173 {
3174         struct isl_dim_map *dim_map;
3175         struct isl_basic_map *res;
3176         enum isl_dim_type t;
3177         unsigned total, off;
3178
3179         if (!bmap)
3180                 return NULL;
3181         if (n == 0)
3182                 return bmap;
3183
3184         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3185                 goto error);
3186
3187         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3188                 return bmap;
3189
3190         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3191
3192         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3193             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3194                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3195                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3196                 if (!bmap)
3197                         return NULL;
3198
3199                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3200                                                 src_type, src_pos, n);
3201                 if (!bmap->dim)
3202                         goto error;
3203
3204                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3205
3206                 return bmap;
3207         }
3208
3209         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3210         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3211
3212         off = 0;
3213         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3214                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3215                 if (t == dst_type) {
3216                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3217                                             0, dst_pos, off);
3218                         off += dst_pos;
3219                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3220                                             src_pos, n, off);
3221                         off += n;
3222                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3223                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3224                         off += size - dst_pos;
3225                 } else if (t == src_type) {
3226                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3227                                             0, src_pos, off);
3228                         off += src_pos;
3229                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3230                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3231                         off += size - src_pos - n;
3232                 } else {
3233                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3234                         off += size;
3235                 }
3236         }
3237         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3238
3239         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3240                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3241         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3242         if (!bmap)
3243                 goto error;
3244
3245         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3246                                         src_type, src_pos, n);
3247         if (!bmap->dim)
3248                 goto error;
3249
3250         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3251         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3252         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3253
3254         return bmap;
3255 error:
3256         isl_basic_map_free(bmap);
3257         return NULL;
3258 }
3259
3260 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3261         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3262         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3263 {
3264         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3265                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3266 }
3267
3268 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3269         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3270         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3271 {
3272         if (!set)
3273                 return NULL;
3274         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3275         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3276                                         src_type, src_pos, n);
3277 error:
3278         isl_set_free(set);
3279         return NULL;
3280 }
3281
3282 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3283         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3284         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3285 {
3286         int i;
3287
3288         if (!map)
3289                 return NULL;
3290         if (n == 0)
3291                 return map;
3292
3293         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3294                 goto error);
3295
3296         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3297                 return map;
3298
3299         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3300
3301         map = isl_map_cow(map);
3302         if (!map)
3303                 return NULL;
3304
3305         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3306         if (!map->dim)
3307                 goto error;
3308
3309         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3310                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3311                                                 dst_type, dst_pos,
3312                                                 src_type, src_pos, n);
3313                 if (!map->p[i])
3314                         goto error;
3315         }
3316
3317         return map;
3318 error:
3319         isl_map_free(map);
3320         return NULL;
3321 }
3322
3323 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3324  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3325  * That's the responsibility of the caller.
3326  */
3327 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3328         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3329 {
3330         struct isl_dim_map *dim_map;
3331         struct isl_basic_map *res;
3332         enum isl_dim_type t;
3333         unsigned total, off;
3334
3335         if (!bmap)
3336                 return NULL;
3337         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3338                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3339                 return bmap;
3340
3341         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3342         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3343
3344         off = 0;
3345         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3346                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3347                 if (t == type) {
3348                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3349                                             0, first, off);
3350                         off += first;
3351                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3352                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3353                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3354                                             first + n, size - (first + n), off);
3355                         off += size - (first + n);
3356                 } else {
3357                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3358                         off += size;
3359                 }
3360         }
3361         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3362
3363         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3364                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3365         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3366         return res;
3367 }
3368
3369 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3370  * into existentially quantified variables.
3371  */
3372 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3373                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3374                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3375 {
3376         int i;
3377         size_t row_size;
3378         isl_int **new_div;
3379         isl_int *old;
3380
3381         if (n == 0)
3382                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3383
3384         if (!bmap)
3385                 return NULL;
3386
3387         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3388                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3389
3390         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3391                         goto error);
3392
3393         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3394         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3395         if (!bmap)
3396                 return NULL;
3397
3398         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3399         old = bmap->block2.data;
3400         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3401                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3402         if (!bmap->block2.data)
3403                 goto error;
3404         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3405         if (!new_div)
3406                 goto error;
3407         for (i = 0; i < n; ++i) {
3408                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3409                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3410                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3411         }
3412         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3413                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3414         free(bmap->div);
3415         bmap->div = new_div;
3416         bmap->n_div += n;
3417         bmap->extra += n;
3418
3419         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3420         if (!bmap->dim)
3421                 goto error;
3422         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3423         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3424         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3425 error:
3426         isl_basic_map_free(bmap);
3427         return NULL;
3428 }
3429
3430 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3431  * into existentially quantified variables.
3432  */
3433 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3434                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3435 {
3436         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3437                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3438 }
3439
3440 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3441  * into existentially quantified variables.
3442  */
3443 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3444                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3445 {
3446         int i;
3447
3448         if (!map)
3449                 return NULL;
3450
3451         if (n == 0)
3452                 return map_space_reset(map, type);
3453
3454         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3455
3456         map = isl_map_cow(map);
3457         if (!map)
3458                 return NULL;
3459
3460         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3461         if (!map->dim)
3462                 goto error;
3463
3464         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3465                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3466                 if (!map->p[i])
3467                         goto error;
3468         }
3469
3470         return map;
3471 error:
3472         isl_map_free(map);
3473         return NULL;
3474 }
3475
3476 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3477  * into existentially quantified variables.
3478  */
3479 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3480                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3481 {
3482         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3483 }
3484
3485 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3486 {
3487         int i, j;
3488
3489         for (i = 0; i < n; ++i) {
3490                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3491                 if (j < 0)
3492                         goto error;
3493                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3494         }
3495         return bmap;
3496 error:
3497         isl_basic_map_free(bmap);
3498         return NULL;
3499 }
3500
3501 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3502                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3503 {
3504         isl_space *dim_result = NULL;
3505         struct isl_basic_map *bmap;
3506         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3507         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3508
3509         if (!bmap1 || !bmap2)
3510                 goto error;
3511
3512         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3513                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3514
3515         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3516         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3517         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3518         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3519
3520         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3521         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3522         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3523         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3524         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3525         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3526         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3527         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3528         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3529         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3530         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3531
3532         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3533                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3534                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3535                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3536         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3537         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3538         bmap = add_divs(bmap, n);
3539         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3540         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3541         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3542 error:
3543         isl_basic_map_free(bmap1);
3544         isl_basic_map_free(bmap2);
3545         return NULL;
3546 }
3547
3548 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3549                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3550 {
3551         if (!bset || !bmap)
3552                 goto error;
3553
3554         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3555                     goto error);
3556
3557         return (struct isl_basic_set *)
3558                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3559 error:
3560         isl_basic_set_free(bset);
3561         isl_basic_map_free(bmap);
3562         return NULL;
3563 }
3564
3565 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3566                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3567 {
3568         if (!bmap1 || !bmap2)
3569                 goto error;
3570
3571         isl_assert(bmap1->ctx,
3572             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3573         isl_assert(bmap1->ctx,
3574             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3575             goto error);
3576
3577         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3578         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3579         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3580 error:
3581         isl_basic_map_free(bmap1);
3582         isl_basic_map_free(bmap2);
3583         return NULL;
3584 }
3585
3586 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3587  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3588  */
3589 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3590                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3591 {
3592         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3593         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3594         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3595         int i;
3596
3597         if (!bmap1 || !bmap2)
3598                 goto error;
3599
3600         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3601                 goto error);
3602
3603         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3604         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3605         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3606
3607         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3608         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3609         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3610         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3611         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3612         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3613         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3614         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3615         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3616         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3617         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3618
3619         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3620                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3621                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3622                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3623         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3624                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3625                 if (j < 0)
3626                         goto error;
3627                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3628                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3629                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3630                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3631         }
3632         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3633         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3634         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3635
3636         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3637         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3638 error:
3639         isl_basic_map_free(bmap);
3640         isl_basic_map_free(bmap1);
3641         isl_basic_map_free(bmap2);
3642         return NULL;
3643 }
3644
3645 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3646  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3647  */
3648 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3649 {
3650         struct isl_map *result;
3651         int i, j;
3652
3653         if (!map1 || !map2)
3654                 goto error;
3655
3656         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3657
3658         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3659                                 map1->n * map2->n, 0);
3660         if (!result)
3661                 goto error;
3662         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3663                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3664                         struct isl_basic_map *part;
3665                         part = isl_basic_map_sum(
3666                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3667                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3668                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3669                                 isl_basic_map_free(part);
3670                         else
3671                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3672                         if (!result)
3673                                 goto error;
3674                 }
3675         isl_map_free(map1);
3676         isl_map_free(map2);
3677         return result;
3678 error:
3679         isl_map_free(map1);
3680         isl_map_free(map2);
3681         return NULL;
3682 }
3683
3684 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3685         __isl_take isl_set *set2)
3686 {
3687         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3688 }
3689
3690 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3691  */
3692 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3693 {
3694         int i, j;
3695         unsigned off, n;
3696
3697         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3698         if (!bmap)
3699                 return NULL;
3700
3701         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3702         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3703         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3704                 for (j = 0; j < n; ++j)
3705                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3706         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3707                 for (j = 0; j < n; ++j)
3708                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3709         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3710                 for (j = 0; j < n; ++j)
3711                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3712         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3713         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3714 }
3715
3716 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3717 {
3718         return isl_basic_map_neg(bset);
3719 }
3720
3721 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3722  */
3723 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3724 {
3725         int i;
3726
3727         map = isl_map_cow(map);
3728         if (!map)
3729                 return NULL;
3730
3731         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3732                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3733                 if (!map->p[i])
3734                         goto error;
3735         }
3736
3737         return map;
3738 error:
3739         isl_map_free(map);
3740         return NULL;
3741 }
3742
3743 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3744 {
3745         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3746 }
3747
3748 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3749  * A -> floor(f(A)/d).
3750  */
3751 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3752                 isl_int d)
3753 {
3754         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3755         struct isl_basic_map *result = NULL;
3756         struct isl_dim_map *dim_map;
3757         int i;
3758
3759         if (!bmap)
3760                 return NULL;
3761
3762         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3763         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3764         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3765
3766         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3767         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3768         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3769         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3770         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3771         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3772
3773         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3774                         bmap->n_div + n_out,
3775                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3776         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3777         result = add_divs(result, n_out);
3778         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3779                 int j;
3780                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3781                 if (j < 0)
3782                         goto error;
3783                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3784                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3785                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3786                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3787                 if (j < 0)
3788                         goto error;
3789                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3790                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3791                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3792                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3793         }
3794
3795         result = isl_basic_map_simplify(result);
3796         return isl_basic_map_finalize(result);
3797 error:
3798         isl_basic_map_free(result);
3799         return NULL;
3800 }
3801
3802 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3803  * A -> floor(f(A)/d).
3804  */
3805 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3806 {
3807         int i;
3808
3809         map = isl_map_cow(map);
3810         if (!map)
3811                 return NULL;
3812
3813         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3814         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3815         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3816                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3817                 if (!map->p[i])
3818                         goto error;
3819         }
3820
3821         return map;
3822 error:
3823         isl_map_free(map);
3824         return NULL;
3825 }
3826
3827 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3828 {
3829         int i;
3830         unsigned nparam;
3831         unsigned n_in;
3832
3833         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3834         if (i < 0)
3835                 goto error;
3836         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3837         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3838         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3839         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3840         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3841         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3842 error:
3843         isl_basic_map_free(bmap);
3844         return NULL;
3845 }
3846
3847 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3848  */
3849 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3850 {
3851         int i;
3852         unsigned nparam;
3853         unsigned n_in;
3854
3855         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3856         if (i < 0)
3857                 goto error;
3858         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3859         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3860         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3861         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3862         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3863         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3864         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3865 error:
3866         isl_basic_map_free(bmap);
3867         return NULL;
3868 }
3869
3870 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3871  */
3872 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3873         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3874 {
3875         int i;
3876         unsigned nparam;
3877         unsigned n_in;
3878
3879         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3880         if (i < 0)
3881                 goto error;
3882         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3883         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3884         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3885         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3886         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3887         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3888 error:
3889         isl_basic_map_free(bmap);
3890         return NULL;
3891 }
3892
3893 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3894  */
3895 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3896 {
3897         int i;
3898         unsigned nparam;
3899         unsigned n_in;
3900
3901         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3902         if (i < 0)
3903                 goto error;
3904         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3905         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3906         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3907         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3908         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3909         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3910         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3911 error:
3912         isl_basic_map_free(bmap);
3913         return NULL;
3914 }
3915
3916 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3917  */
3918 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3919         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3920 {
3921         int i;
3922         unsigned nparam;
3923         unsigned n_in;
3924
3925         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3926         if (i < 0)
3927                 goto error;
3928         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3929         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3930         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3931         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3932         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3933         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3934 error:
3935         isl_basic_map_free(bmap);
3936         return NULL;
3937 }
3938
3939 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3940         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3941 {
3942         int i;
3943         struct isl_basic_map *bmap;
3944         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3945         if (!bmap)
3946                 return NULL;
3947         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3948                 bmap = var_equal(bmap, i);
3949         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3950 }
3951
3952 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3953  */
3954 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3955         unsigned pos)
3956 {
3957         int i;
3958         struct isl_basic_map *bmap;
3959         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3960         if (!bmap)
3961                 return NULL;
3962         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3963                 bmap = var_equal(bmap, i);
3964         if (bmap)
3965                 bmap = var_less(bmap, pos);
3966         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3967 }
3968
3969 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3970  */
3971 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3972         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3973 {
3974         int i;
3975         isl_basic_map *bmap;
3976
3977         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3978         for (i = 0; i < pos; ++i)
3979                 bmap = var_equal(bmap, i);
3980         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3981         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3982 }
3983
3984 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3985  */
3986 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3987         unsigned pos)
3988 {
3989         int i;
3990         struct isl_basic_map *bmap;
3991         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3992         if (!bmap)
3993                 return NULL;
3994         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3995                 bmap = var_equal(bmap, i);
3996         if (bmap)
3997                 bmap = var_more(bmap, pos);
3998         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3999 }
4000
4001 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
4002  */
4003 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
4004         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4005 {
4006         int i;
4007         isl_basic_map *bmap;
4008
4009         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4010         for (i = 0; i < pos; ++i)
4011                 bmap = var_equal(bmap, i);
4012         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4013         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4014 }
4015
4016 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4017         unsigned n, int equal)
4018 {
4019         struct isl_map *map;
4020         int i;
4021
4022         if (n == 0 && equal)
4023                 return isl_map_universe(dims);
4024
4025         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4026
4027         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4028                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4029                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4030         if (n > 0) {
4031                 if (equal)
4032                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4033                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4034                 else
4035                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4036                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4037         } else
4038                 isl_space_free(dims);
4039
4040         return map;
4041 }
4042
4043 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4044 {
4045         if (!dims)
4046                 return NULL;
4047         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4048 }
4049
4050 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4051 {
4052         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4053 }
4054
4055 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4056 {
4057         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4058 }
4059
4060 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4061 {
4062         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4063 }
4064
4065 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4066 {
4067         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4068 }
4069
4070 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4071         unsigned n, int equal)
4072 {
4073         struct isl_map *map;
4074         int i;
4075
4076         if (n == 0 && equal)
4077                 return isl_map_universe(dims);
4078
4079         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4080
4081         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4082                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4083                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4084         if (n > 0) {
4085                 if (equal)
4086                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4087                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4088                 else
4089                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4090                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4091         } else
4092                 isl_space_free(dims);
4093
4094         return map;
4095 }
4096
4097 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4098 {
4099         if (!dims)
4100                 return NULL;
4101         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4102 }
4103
4104 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4105 {
4106         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4107 }
4108
4109 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4110 {
4111         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4112 }
4113
4114 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4115 {
4116         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4117 }
4118
4119 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4120 {
4121         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4122 }
4123
4124 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4125         __isl_take isl_set *set2)
4126 {
4127         isl_map *map;
4128         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4129         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4130         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4131         return map;
4132 }
4133
4134 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4135         __isl_take isl_set *set2)
4136 {
4137         isl_map *map;
4138         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4139         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4140         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4141         return map;
4142 }
4143
4144 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4145         __isl_take isl_set *set2)
4146 {
4147         isl_map *map;
4148         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4149         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4150         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4151         return map;
4152 }
4153
4154 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4155         __isl_take isl_set *set2)
4156 {
4157         isl_map *map;
4158         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4159         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4160         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4161         return map;
4162 }
4163
4164 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4165         __isl_take isl_map *map2)
4166 {
4167         isl_map *map;
4168         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4169         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4170         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4171         return map;
4172 }
4173
4174 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4175         __isl_take isl_map *map2)
4176 {
4177         isl_map *map;
4178         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4179         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4180         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4181         return map;
4182 }
4183
4184 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4185         __isl_take isl_map *map2)
4186 {
4187         isl_map *map;
4188         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4189         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4190         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4191         return map;
4192 }
4193
4194 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4195         __isl_take isl_map *map2)
4196 {
4197         isl_map *map;
4198         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4199         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4200         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4201         return map;
4202 }
4203
4204 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4205         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4206 {
4207         struct isl_basic_map *bmap;
4208
4209         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4210         if (!bset || !dim)
4211                 goto error;
4212
4213         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4214         isl_space_free(bset->dim);
4215         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4216         bmap->dim = dim;
4217         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4218 error:
4219         isl_basic_set_free(bset);
4220         isl_space_free(dim);
4221         return NULL;
4222 }
4223
4224 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4225 {
4226         if (!bmap)
4227                 goto error;
4228         if (bmap->dim->n_in == 0)
4229                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4230         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4231         if (!bmap)
4232                 goto error;
4233         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4234         if (!bmap->dim)
4235                 goto error;
4236         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4237         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4238 error:
4239         isl_basic_map_free(bmap);
4240         return NULL;
4241 }
4242
4243 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4244  *
4245  *              f - m d >= 0
4246  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4247  *
4248  * Note that the second constraint is the negation of
4249  *
4250  *              f - m d >= n
4251  */
4252 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4253         unsigned pos, isl_int *div)
4254 {
4255         int i, j;
4256         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4257
4258         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4259         if (i < 0)
4260                 return -1;
4261         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4262         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4263
4264         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4265         if (j < 0)
4266                 return -1;
4267         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4268         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4269         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4270         return j;
4271 }
4272
4273 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4274         unsigned pos, isl_int *div)
4275 {
4276         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4277                                                         pos, div);
4278 }
4279
4280 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4281 {
4282         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4283         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4284
4285         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4286                                                         bmap->div[div]);
4287 }
4288
4289 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4290 {
4291         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4292 }
4293
4294 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4295                 struct isl_basic_map *bmap)
4296 {
4297         if (!bmap)
4298                 goto error;
4299         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4300             bmap->n_div == 0 &&
4301             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4302             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4303                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4304         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4305         if (!bmap)
4306                 goto error;
4307         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4308         if (!bmap->dim)
4309                 goto error;
4310         bmap->extra -= bmap->n_div;
4311         bmap->n_div = 0;
4312         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4313         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4314 error:
4315         isl_basic_map_free(bmap);
4316         return NULL;
4317 }
4318
4319 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4320                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4321 {
4322         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4323 }
4324
4325 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4326         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4327 {
4328         struct isl_basic_map *bmap;
4329         struct isl_ctx *ctx;
4330         unsigned total;
4331         int i;
4332
4333         if (!bset || !like)
4334                 goto error;
4335         ctx = bset->ctx;
4336         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4337         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4338         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4339                         goto error);
4340         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4341                 isl_basic_map_free(like);
4342                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4343         }
4344         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4345         if (!bset)
4346                 goto error;
4347         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4348         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4349         isl_space_free(bmap->dim);
4350         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4351         if (!bmap->dim)
4352                 goto error;
4353         bmap->n_div = like->n_div;
4354         bmap->extra += like->n_div;
4355         if (bmap->extra) {
4356                 unsigned ltotal;
4357                 isl_int **div;
4358                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4359                 if (ltotal > total)
4360                         ltotal = total;
4361                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4362                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4363                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4364                         goto error;
4365                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4366                 if (!div)
4367                         goto error;
4368                 bmap->div = div;
4369                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4370                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4371                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4372                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4373                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4374                 }
4375                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4376                                                         0, 2 * like->n_div);
4377                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4378                         if (!bmap)
4379                                 break;
4380                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4381                                 continue;
4382                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4383                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4384                 }
4385         }
4386         isl_basic_map_free(like);
4387         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4388         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4389         return bmap;
4390 error:
4391         isl_basic_map_free(like);
4392         isl_basic_set_free(bset);
4393         return NULL;
4394 }
4395
4396 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4397         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4398 {
4399         return (struct isl_basic_set *)
4400                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4401 }
4402
4403 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4404         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4405 {
4406         int i;
4407
4408         if (!set || !like)
4409                 goto error;
4410         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4411                     goto error);
4412         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4413                 isl_basic_set_free(like);
4414                 return set;
4415         }
4416         set = isl_set_cow(set);
4417         if (!set)
4418                 goto error;
4419         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4420                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4421                                                       isl_basic_set_copy(like));
4422                 if (!set->p[i])
4423                         goto error;
4424         }
4425         isl_space_free(set->dim);
4426         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4427         if (!set->dim)
4428                 goto error;
4429         isl_basic_set_free(like);
4430         return set;
4431 error:
4432         isl_basic_set_free(like);
4433         isl_set_free(set);
4434         return NULL;
4435 }
4436
4437 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4438 {
4439         int i;
4440
4441         map = isl_map_cow(map);
4442         if (!map)
4443                 return NULL;
4444         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4445         if (!map->dim)
4446                 goto error;
4447
4448         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4449                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4450                                 goto error);
4451         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4452                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4453                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4454                 if (!map->p[i])
4455                         goto error;
4456         }
4457         if (map->n == 0)
4458                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4459         else {
4460                 isl_space_free(map->dim);
4461                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4462         }
4463         if (!map->dim)
4464                 goto error;
4465         return (struct isl_set *)map;
4466 error:
4467         isl_map_free(map);
4468         return NULL;
4469 }
4470
4471 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4472 {
4473         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4474 }
4475
4476 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4477         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4478 {
4479         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4480         if (!bmap || !dim)
4481                 goto error;
4482
4483         isl_space_free(bmap->dim);
4484         bmap->dim = dim;
4485
4486         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4487
4488         return bmap;
4489 error:
4490         isl_basic_map_free(bmap);
4491         isl_space_free(dim);
4492         return NULL;
4493 }
4494
4495 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4496         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4497 {
4498         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4499                                                         dim);
4500 }
4501
4502 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4503         __isl_take isl_space *dim)
4504 {
4505         int i;
4506
4507         map = isl_map_cow(map);
4508         if (!map || !dim)
4509                 goto error;
4510
4511         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4512                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4513                                                     isl_space_copy(dim));
4514                 if (!map->p[i])
4515                         goto error;
4516         }
4517         isl_space_free(map->dim);
4518         map->dim = dim;
4519
4520         return map;
4521 error:
4522         isl_map_free(map);
4523         isl_space_free(dim);
4524         return NULL;
4525 }
4526
4527 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4528         __isl_take isl_space *dim)
4529 {
4530         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4531 }
4532
4533 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4534  */
4535 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4536 {
4537         isl_space *space;
4538         unsigned n;
4539
4540         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4541                 return bset;
4542
4543         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4544         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4545         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4546         space = isl_space_params(space);
4547         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4548         return bset;
4549 }
4550
4551 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4552  */
4553 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4554         __isl_take isl_basic_set *bset)
4555 {
4556         isl_space *space;
4557         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4558         space = isl_space_set_from_params(space);
4559         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4560         return bset;
4561 }
4562
4563 /* Compute the parameter domain of the given set.
4564  */
4565 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4566 {
4567         isl_space *space;
4568         unsigned n;
4569
4570         if (isl_set_is_params(set))
4571                 return set;
4572
4573         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4574         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4575         space = isl_set_get_space(set);
4576         space = isl_space_params(space);
4577         set = isl_set_reset_space(set, space);
4578         return set;
4579 }
4580
4581 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4582  */
4583 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4584 {
4585         isl_space *space;
4586         space = isl_set_get_space(set);
4587         space = isl_space_set_from_params(space);
4588         set = isl_set_reset_space(set, space);
4589         return set;
4590 }
4591
4592 /* Compute the parameter domain of the given map.
4593  */
4594 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4595 {
4596         isl_space *space;
4597         unsigned n;
4598
4599         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4600         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4601         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4602         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4603         space = isl_map_get_space(map);
4604         space = isl_space_params(space);
4605         map = isl_map_reset_space(map, space);
4606         return map;
4607 }
4608
4609 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4610 {
4611         isl_space *dim;
4612         struct isl_basic_set *domain;
4613         unsigned n_in;
4614         unsigned n_out;
4615
4616         if (!bmap)
4617                 return NULL;
4618         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4619
4620         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4621         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4622         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4623         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4624
4625         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4626
4627         return domain;
4628 }
4629
4630 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4631 {
4632         if (!bmap)
4633                 return -1;
4634         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4635 }
4636
4637 /* Is this basic map actually a set?
4638  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4639  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4640  */
4641 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4642 {
4643         if (!bmap)
4644                 return -1;
4645         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4646 }
4647
4648 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4649 {
4650         if (!bmap)
4651                 return NULL;
4652         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4653                 return bmap;
4654         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4655 }
4656
4657 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4658         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4659 {
4660         int i, k;
4661         isl_space *dim;
4662         isl_basic_map *domain;
4663         int nparam, n_in, n_out;
4664         unsigned total;
4665
4666         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4667         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4668         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4669
4670         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4671         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4672
4673         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4674         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4675         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4676
4677         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4678
4679         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4680                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4681                 if (k < 0)
4682                         goto error;
4683                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4684                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4685                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4686         }
4687
4688         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4689         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4690 error:
4691         isl_basic_map_free(bmap);
4692         return NULL;
4693 }
4694
4695 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4696         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4697 {
4698         int i, k;
4699         isl_space *dim;
4700         isl_basic_map *range;
4701         int nparam, n_in, n_out;
4702         unsigned total;
4703
4704         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4705         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4706         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4707
4708         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4709         range = isl_basic_map_universe(dim);
4710
4711         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4712         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4713         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4714
4715         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4716
4717         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4718                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4719                 if (k < 0)
4720                         goto error;
4721                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4722                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4723                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4724         }
4725
4726         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4727         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4728 error:
4729         isl_basic_map_free(bmap);
4730         return NULL;
4731 }
4732
4733 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4734 {
4735         if (!map)
4736                 return -1;
4737         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4738 }
4739
4740 /* Is this map actually a set?
4741  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4742  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4743  */
4744 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4745 {
4746         if (!map)
4747                 return -1;
4748         return isl_space_is_set(map->dim);
4749 }
4750
4751 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4752 {
4753         int i;
4754         struct isl_set *set;
4755
4756         if (!map)
4757                 goto error;
4758         if (isl_map_is_set(map))
4759                 return (isl_set *)map;
4760
4761         map = isl_map_cow(map);
4762         if (!map)
4763                 goto error;
4764
4765         set = (struct isl_set *) map;
4766         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4767         if (!set->dim)
4768                 goto error;
4769         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4770                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4771                 if (!set->p[i])
4772                         goto error;
4773         }
4774         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4775         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4776         return set;
4777 error:
4778         isl_map_free(map);
4779         return NULL;
4780 }
4781
4782 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4783 {
4784         int i;
4785         isl_space *domain_dim;
4786
4787         map = isl_map_cow(map);
4788         if (!map)
4789                 return NULL;
4790
4791         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4792         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4793         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4794         if (!map->dim)
4795                 goto error;
4796         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4797                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4798                 if (!map->p[i])
4799                         goto error;
4800         }
4801         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4802         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4803         return map;
4804 error:
4805         isl_map_free(map);
4806         return NULL;
4807 }
4808
4809 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4810 {
4811         int i;
4812         isl_space *range_dim;
4813
4814         map = isl_map_cow(map);
4815         if (!map)
4816                 return NULL;
4817
4818         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4819         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4820         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4821         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4822         if (!map->dim)
4823                 goto error;
4824         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4825                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4826                 if (!map->p[i])
4827                         goto error;
4828         }
4829         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4830         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4831         return map;
4832 error:
4833         isl_map_free(map);
4834         return NULL;
4835 }
4836
4837 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4838         __isl_take isl_space *dim)
4839 {
4840         int i;
4841         struct isl_map *map = NULL;
4842
4843         set = isl_set_cow(set);
4844         if (!set || !dim)
4845                 goto error;
4846         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4847         map = (struct isl_map *)set;
4848         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4849                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4850                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4851                 if (!map->p[i])
4852                         goto error;
4853         }
4854         isl_space_free(map->dim);
4855         map->dim = dim;
4856         return map;
4857 error:
4858         isl_space_free(dim);
4859         isl_set_free(set);
4860         return NULL;
4861 }
4862
4863 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4864         __isl_take isl_basic_set *bset)
4865 {
4866         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4867 }
4868
4869 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4870         __isl_take isl_basic_set *bset)
4871 {
4872         isl_space *space;
4873         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4874         space = isl_space_from_range(space);
4875         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4876         return (isl_basic_map *)bset;
4877 }
4878
4879 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4880 {
4881         isl_space *space;
4882         space = isl_set_get_space(set);
4883         space = isl_space_from_range(space);
4884         set = isl_set_reset_space(set, space);
4885         return (struct isl_map *)set;
4886 }
4887
4888 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4889 {
4890         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4891 }
4892
4893 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4894         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4895 {
4896         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4897 }
4898
4899 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4900         __isl_take isl_set *range)
4901 {
4902         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4903 }
4904
4905 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4906 {
4907         int i;
4908         struct isl_set *set = NULL;
4909
4910         if (!map)
4911                 return NULL;
4912         map = isl_map_cow(map);
4913         if (!map)
4914                 return NULL;
4915         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4916         if (!map->dim)
4917                 goto error;
4918         set = (struct isl_set *)map;
4919         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4920                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4921                 if (!set->p[i])
4922                         goto error;
4923         }
4924         return set;
4925 error:
4926         isl_map_free(map);
4927         return NULL;
4928 }
4929
4930 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4931         unsigned flags)
4932 {
4933         struct isl_map *map;
4934
4935         if (!dim)
4936                 return NULL;
4937         if (n < 0)
4938                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4939                         "negative number of basic maps", goto error);
4940         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4941                         sizeof(struct isl_map) +
4942                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4943         if (!map)
4944                 goto error;
4945
4946         map->ctx = dim->ctx;
4947         isl_ctx_ref(map->ctx);
4948         map->ref = 1;
4949         map->size = n;
4950         map->n = 0;
4951         map->dim = dim;
4952         map->flags = flags;
4953         return map;
4954 error:
4955         isl_space_free(dim);
4956         return NULL;
4957 }
4958
4959 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4960                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4961                 unsigned flags)
4962 {
4963         struct isl_map *map;
4964         isl_space *dims;
4965
4966         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4967         if (!dims)
4968                 return NULL;
4969
4970         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4971         return map;
4972 }
4973
4974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4975 {
4976         struct isl_basic_map *bmap;
4977         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4978         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4979         return bmap;
4980 }
4981
4982 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4983 {
4984         struct isl_basic_set *bset;
4985         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4986         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4987         return bset;
4988 }
4989
4990 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4991 {
4992         struct isl_basic_map *bmap;
4993         if (!model)
4994                 return NULL;
4995         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4996         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4997         return bmap;
4998 }
4999
5000 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
5001 {
5002         struct isl_basic_map *bmap;
5003         if (!model)
5004                 return NULL;
5005         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5006         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5007         return bmap;
5008 }
5009
5010 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5011 {
5012         struct isl_basic_set *bset;
5013         if (!model)
5014                 return NULL;
5015         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5016         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5017         return bset;
5018 }
5019
5020 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5021 {
5022         struct isl_basic_map *bmap;
5023         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5024         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5025         return bmap;
5026 }
5027
5028 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5029 {
5030         struct isl_basic_set *bset;
5031         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5032         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5033         return bset;
5034 }
5035
5036 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5037 {
5038         int i;
5039         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5040         isl_basic_map *bmap;
5041
5042         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5043         for (i = 0; i < total; ++i) {
5044                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5045                 if (k < 0)
5046                         goto error;
5047                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5048                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5049         }
5050         return bmap;
5051 error:
5052         isl_basic_map_free(bmap);
5053         return NULL;
5054 }
5055
5056 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5057 {
5058         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5059 }
5060
5061 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5062 {
5063         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5064 }
5065
5066 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5067 {
5068         return isl_map_nat_universe(dim);
5069 }
5070
5071 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5072                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5073 {
5074         if (!model)
5075                 return NULL;
5076         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5077 }
5078
5079 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5080 {
5081         if (!model)
5082                 return NULL;
5083         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5084 }
5085
5086 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5087         __isl_keep isl_set *model)
5088 {
5089         if (!model)
5090                 return NULL;
5091         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5092 }
5093
5094 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5095 {
5096         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5097 }
5098
5099 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5100 {
5101         if (!model)
5102                 return NULL;
5103         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5104 }
5105
5106 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5107 {
5108         if (!model)
5109                 return NULL;
5110         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5111 }
5112
5113 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5114 {
5115         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5116 }
5117
5118 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5119 {
5120         if (!model)
5121                 return NULL;
5122         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5123 }
5124
5125 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5126 {
5127         struct isl_map *map;
5128         if (!dim)
5129                 return NULL;
5130         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5131         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5132         return map;
5133 }
5134
5135 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5136 {
5137         struct isl_set *set;
5138         if (!dim)
5139                 return NULL;
5140         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5141         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5142         return set;
5143 }
5144
5145 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5146 {
5147         if (!model)
5148                 return NULL;
5149         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5150 }
5151
5152 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5153 {
5154         int i;
5155         struct isl_map *dup;
5156
5157         if (!map)
5158                 return NULL;
5159         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5160         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5161                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5162         return dup;
5163 }
5164
5165 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5166                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5167 {
5168         if (!bmap || !map)
5169                 goto error;
5170         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5171                 isl_basic_map_free(bmap);
5172                 return map;
5173         }
5174         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5175         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5176         map->p[map->n] = bmap;
5177         map->n++;
5178         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5179         return map;
5180 error:
5181         if (map)
5182                 isl_map_free(map);
5183         if (bmap)
5184                 isl_basic_map_free(bmap);
5185         return NULL;
5186 }
5187
5188 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5189 {
5190         int i;
5191
5192         if (!map)
5193                 return NULL;
5194
5195         if (--map->ref > 0)
5196                 return NULL;
5197
5198         isl_ctx_deref(map->ctx);
5199         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5200                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5201         isl_space_free(map->dim);
5202         free(map);
5203
5204         return NULL;
5205 }
5206
5207 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5208                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5209 {
5210         int i;
5211
5212         base = isl_map_cow(base);
5213         if (!base)
5214                 return NULL;
5215
5216         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5217         if (!base->dim)
5218                 goto error;
5219         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5220                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5221                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5222                 if (!base->p[i])
5223                         goto error;
5224         }
5225         return base;
5226 error:
5227         isl_map_free(base);
5228         return NULL;
5229 }
5230
5231 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5232                 unsigned nparam, unsigned dim)
5233 {
5234         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5235                                                         nparam, 0, dim);
5236 }
5237
5238 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5239         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5240 {
5241         int j;
5242
5243         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5244         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5245         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5246         if (j < 0)
5247                 goto error;
5248         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5249         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5250         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5251         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5252         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5253 error:
5254         isl_basic_map_free(bmap);
5255         return NULL;
5256 }
5257
5258 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5259         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5260 {
5261         int j;
5262
5263         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5264         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5265         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5266         if (j < 0)
5267                 goto error;
5268         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5269         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5270         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5271         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5272         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5273 error:
5274         isl_basic_map_free(bmap);
5275         return NULL;
5276 }
5277
5278 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5279                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5280 {
5281         if (!bmap)
5282                 return NULL;
5283         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5284         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5285                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5286 error:
5287         isl_basic_map_free(bmap);
5288         return NULL;
5289 }
5290
5291 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5292                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5293 {
5294         if (!bmap)
5295                 return NULL;
5296         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5297         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5298                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5299 error:
5300         isl_basic_map_free(bmap);
5301         return NULL;
5302 }
5303
5304 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5305                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5306 {
5307         return (struct isl_basic_set *)
5308                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5309                                         type, pos, value);
5310 }
5311
5312 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5313                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5314 {
5315         return (struct isl_basic_set *)
5316                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5317                                         type, pos, value);
5318 }
5319
5320 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5321                 unsigned input, int value)
5322 {
5323         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5324 }
5325
5326 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5327                 unsigned dim, int value)
5328 {
5329         return (struct isl_basic_set *)
5330                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5331                                         isl_dim_set, dim, value);
5332 }
5333
5334 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5335 {
5336         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5337
5338         if (empty < 0)
5339                 return -1;
5340         if (!empty)
5341                 return 0;
5342
5343         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5344         if (i != map->n - 1) {
5345                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5346                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5347         }
5348         map->n--;
5349
5350         return 0;
5351 }
5352
5353 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5354  * the only reference to "map".
5355  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5356  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5357  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5358  * in case anything goes wrong.
5359  */
5360 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5361         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5362 {
5363         struct isl_basic_map *bmap;
5364         int i;
5365
5366         if (!map)
5367                 return NULL;
5368
5369         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5370                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5371                 bmap = fn(bmap);
5372                 if (!bmap)
5373                         goto error;
5374                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5375                 map->p[i] = bmap;
5376                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5377                         goto error;
5378         }
5379
5380         return map;
5381 error:
5382         isl_map_free(map);
5383         return NULL;
5384 }
5385
5386 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5387                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5388 {
5389         int i;
5390
5391         map = isl_map_cow(map);
5392         if (!map)
5393                 return NULL;
5394
5395         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5396         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5397                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5398                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5399                         goto error;
5400         }
5401         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5402         return map;
5403 error:
5404         isl_map_free(map);
5405         return NULL;
5406 }
5407
5408 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5409                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5410 {
5411         return (struct isl_set *)
5412                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5413 }
5414
5415 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5416                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5417 {
5418         int i;
5419
5420         map = isl_map_cow(map);
5421         if (!map)
5422                 return NULL;
5423
5424         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5425         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5426                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5427                 if (!map->p[i])
5428                         goto error;
5429         }
5430         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5431         return map;
5432 error:
5433         isl_map_free(map);
5434         return NULL;
5435 }
5436
5437 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5438                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5439 {
5440         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5441 }
5442
5443 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5444                 unsigned input, int value)
5445 {
5446         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5447 }
5448
5449 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5450 {
5451         return (struct isl_set *)
5452                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5453 }
5454
5455 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5456         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5457         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5458 {
5459         int j;
5460
5461         if (!bmap)
5462                 return NULL;
5463         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5464         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5465         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5466         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5467         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5468         if (j < 0)
5469                 goto error;
5470         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5471         if (upper) {
5472                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5473                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5474         } else {
5475                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5476                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5477         }
5478         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5479         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5480 error:
5481         isl_basic_map_free(bmap);
5482         return NULL;
5483 }
5484
5485 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5486         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5487         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5488 {
5489         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5490 }
5491
5492 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5493  */
5494 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5495         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5496         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5497 {
5498         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5499 }
5500
5501 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5502         unsigned dim, isl_int value)
5503 {
5504         int j;
5505
5506         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5507         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5508         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5509         if (j < 0)
5510                 goto error;
5511         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5512         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5513         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5514         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5515         return isl_basic_set_finalize(bset);
5516 error:
5517         isl_basic_set_free(bset);
5518         return NULL;
5519 }
5520
5521 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5522         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5523 {
5524         int i;
5525
5526         map = isl_map_cow(map);
5527         if (!map)
5528                 return NULL;
5529
5530         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5532                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5533                                                  type, pos, value, upper);
5534                 if (!map->p[i])
5535                         goto error;
5536         }
5537         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5538         return map;
5539 error:
5540         isl_map_free(map);
5541         return NULL;
5542 }
5543
5544 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5545         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5546 {
5547         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5548 }
5549
5550 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5551         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5552 {
5553         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5554 }
5555
5556 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5557                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5558 {
5559         return (struct isl_set *)
5560                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5561 }
5562
5563 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5564         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5565 {
5566         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5567 }
5568
5569 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5570  * is set) to "value".
5571  */
5572 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5573         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5574         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5575 {
5576         int j;
5577
5578         if (!bmap)
5579                 return NULL;
5580         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5581                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5582                         "index out of bounds", goto error);
5583         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5584         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5585         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5586         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5587         if (j < 0)
5588                 goto error;
5589         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5590         if (upper) {
5591                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5592                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5593         } else {
5594                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5595                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5596         }
5597         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5598         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5599 error:
5600         isl_basic_map_free(bmap);
5601         return NULL;
5602 }
5603
5604 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5605  * is set) to "value".
5606  */
5607 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5608         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5609 {
5610         int i;
5611
5612         map = isl_map_cow(map);
5613         if (!map)
5614                 return NULL;
5615
5616         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5617                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5618                         "index out of bounds", goto error);
5619         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5620                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5621                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5622                         goto error;
5623         }
5624         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5625         return map;
5626 error:
5627         isl_map_free(map);
5628         return NULL;
5629 }
5630
5631 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5632         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5633 {
5634         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5635 }
5636
5637 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5638         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5639 {
5640         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5641 }
5642
5643 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5644         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5645 {
5646         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5647 }
5648
5649 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5650         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5651 {
5652         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5653 }
5654
5655 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5656                                         isl_int value)
5657 {
5658         int i;
5659
5660         set = isl_set_cow(set);
5661         if (!set)
5662                 return NULL;
5663
5664         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5665         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5666                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5667                 if (!set->p[i])
5668                         goto error;
5669         }
5670         return set;
5671 error:
5672         isl_set_free(set);
5673         return NULL;
5674 }
5675
5676 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5677 {
5678         int i;
5679
5680         map = isl_map_cow(map);
5681         if (!map)
5682                 return NULL;
5683
5684         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5685         if (!map->dim)
5686                 goto error;
5687         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5688                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5689                 if (!map->p[i])
5690                         goto error;
5691         }
5692         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5693         return map;
5694 error:
5695         isl_map_free(map);
5696         return NULL;
5697 }
5698
5699 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5700                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5701                 struct isl_set **empty, int max)
5702 {
5703         if (!bmap)
5704                 goto error;
5705         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5706                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5707         else
5708                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5709 error:
5710         isl_basic_map_free(bmap);
5711         isl_basic_set_free(dom);
5712         if (empty)
5713                 *empty = NULL;
5714         return NULL;
5715 }
5716
5717 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5718                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5719                 struct isl_set **empty)
5720 {
5721         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5722 }
5723
5724 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5725                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5726                 struct isl_set **empty)
5727 {
5728         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5729 }
5730
5731 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5732                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5733                 struct isl_set **empty)
5734 {
5735         return (struct isl_set *)
5736                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5737                         dom, empty);
5738 }
5739
5740 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5741                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5742                 struct isl_set **empty)
5743 {
5744         return (struct isl_set *)
5745                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5746                         dom, empty);
5747 }
5748
5749 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5750         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5751         __isl_give isl_set **empty)
5752 {
5753         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5754 }
5755
5756 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5757         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5758         __isl_give isl_set **empty)
5759 {
5760         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5761 }
5762
5763 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5764         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5765         __isl_give isl_set **empty)
5766 {
5767         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5768 }
5769
5770 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5771         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5772         __isl_give isl_set **empty)
5773 {
5774         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5775 }
5776
5777 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5778         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5779 {
5780         isl_basic_set *dom = NULL;
5781         isl_space *dom_space;
5782
5783         if (!bmap)
5784                 goto error;
5785         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5786         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5787         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5788 error:
5789         isl_basic_map_free(bmap);
5790         return NULL;
5791 }
5792
5793 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5794         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5795 {
5796         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5797 }
5798
5799 #undef TYPE
5800 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5801 #undef SUFFIX
5802 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5803 #undef EMPTY
5804 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5805 #undef ADD
5806 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5807 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5808
5809 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5810  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5811  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5812  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5813  *
5814  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5815  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5816  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5817  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5818  * update both "res" and "todo".
5819  */
5820 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5821         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5822         __isl_give isl_set **empty, int max)
5823 {
5824         int i;
5825         isl_pw_multi_aff *res;
5826         isl_set *todo;
5827
5828         if (!map || !dom)
5829                 goto error;
5830
5831         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5832                 if (empty)
5833                         *empty = dom;
5834                 else
5835                         isl_set_free(dom);
5836                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5837         }
5838
5839         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5840                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5841                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5842
5843         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5844                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5845                 isl_set *todo_i;
5846
5847                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5848                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5849                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5850
5851                 if (max)
5852                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5853                 else
5854                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5855
5856                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5857         }
5858
5859         isl_set_free(dom);
5860         isl_map_free(map);
5861
5862         if (empty)
5863                 *empty = todo;
5864         else
5865                 isl_set_free(todo);
5866
5867         return res;
5868 error:
5869         if (empty)
5870                 *empty = NULL;
5871         isl_set_free(dom);
5872         isl_map_free(map);
5873         return NULL;
5874 }
5875
5876 #undef TYPE
5877 #define TYPE    isl_map
5878 #undef SUFFIX
5879 #define SUFFIX
5880 #undef EMPTY
5881 #define EMPTY   isl_map_empty
5882 #undef ADD
5883 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5884 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5885
5886 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5887  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5888  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5889  *
5890  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5891  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5892  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5893  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5894  * update both "res" and "todo".
5895  *
5896  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5897  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5898  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5899  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5900  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5901  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5902  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5903  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5904  * for the ith basic map, i.e.,
5905  *
5906  *      todo^i = todo^k * todo_i
5907  *
5908  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5909  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5910  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5911  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5912  * the lexicographic order.)
5913  * In practice, we compute
5914  *
5915  *      res^k * (res_i . "<=")
5916  *
5917  * and
5918  *
5919  *      res_i * (res^k . "<")
5920  *
5921  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5922  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5923  * that one, i.e.,
5924  *
5925  *      res^k * todo_i
5926  * and
5927  *      res_i * todo^k
5928  *
5929  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5930  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5931  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5932  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5933  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5934  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5935  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5936  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5937  * the previous basic maps.
5938  */
5939 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5940                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5941                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5942 {
5943         int i;
5944         struct isl_map *res;
5945         struct isl_set *todo;
5946
5947         if (!map || !dom)
5948                 goto error;
5949
5950         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5951                 if (empty)
5952                         *empty = dom;
5953                 else
5954                         isl_set_free(dom);
5955                 return map;
5956         }
5957
5958         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5959                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5960
5961         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5962                 isl_map *lt, *le;
5963                 isl_map *res_i;
5964                 isl_set *todo_i;
5965                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5966
5967                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5968                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5969
5970                 if (max) {
5971                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5972                         le = isl_map_lex_le(dim);
5973                 } else {
5974                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5975                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5976                 }
5977                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5978                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5979                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5980                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5981
5982                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5983                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5984                                                         isl_set_copy(todo_i));
5985                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5986                                                         isl_set_copy(todo));
5987                 }
5988
5989                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5990                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5991                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5992
5993                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5994         }
5995
5996         isl_set_free(dom);
5997         isl_map_free(map);
5998
5999         if (empty)
6000                 *empty = todo;
6001         else
6002                 isl_set_free(todo);
6003
6004         return res;
6005 error:
6006         if (empty)
6007                 *empty = NULL;
6008         isl_set_free(dom);
6009         isl_map_free(map);
6010         return NULL;
6011 }
6012
6013 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
6014                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6015                 __isl_give isl_set **empty)
6016 {
6017         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
6018 }
6019
6020 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6021                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6022                 __isl_give isl_set **empty)
6023 {
6024         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6025 }
6026
6027 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6028                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6029                 __isl_give isl_set **empty)
6030 {
6031         return (struct isl_set *)
6032                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6033                         dom, empty);
6034 }
6035
6036 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6037                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6038                 __isl_give isl_set **empty)
6039 {
6040         return (struct isl_set *)
6041                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6042                         dom, empty);
6043 }
6044
6045 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6046 {
6047         struct isl_basic_set *dom = NULL;
6048         isl_space *dom_dim;
6049
6050         if (!bmap)
6051                 goto error;
6052         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
6053         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
6054         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6055 error:
6056         isl_basic_map_free(bmap);
6057         return NULL;
6058 }
6059
6060 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6061 {
6062         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6063 }
6064
6065 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6066 {
6067         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6068 }
6069
6070 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6071 {
6072         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6073 }
6074
6075 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6076 {
6077         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6078 }
6079
6080 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6081 {
6082         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6083 }
6084
6085 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6086 {
6087         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6088 }
6089
6090 /* Extract the first and only affine expression from list
6091  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6092  * This domain is known to be disjoint from other domains
6093  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6094  */
6095 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6096         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6097 {
6098         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6099         isl_aff *aff;
6100         isl_pw_aff **pwaff = user;
6101         isl_pw_aff *pwaff_i;
6102
6103         if (!list)
6104                 goto error;
6105         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6106                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6107                         "expecting single element list", goto error);
6108
6109         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6110         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6111
6112         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6113
6114         isl_aff_list_free(list);
6115
6116         return 0;
6117 error:
6118         isl_basic_set_free(dom);
6119         isl_aff_list_free(list);
6120         return -1;
6121 }
6122
6123 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6124  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6125  *
6126  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6127  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6128  */
6129 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6130         int max)
6131 {
6132         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6133         isl_pw_aff *pwaff;
6134         int r;
6135
6136         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6137         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6138         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6139
6140         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6141         if (r < 0)
6142                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6143
6144         return pwaff;
6145 }
6146
6147 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6148  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6149  * but independently of the other output dimensions.
6150  *
6151  * We first project out the other output dimension and then compute
6152  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6153  * using isl_pw_aff_union_max.
6154  */
6155 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6156         int max)
6157 {
6158         int i;
6159         isl_pw_aff *pwaff;
6160         unsigned n_out;
6161
6162         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6163         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6164         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6165         if (!map)
6166                 return NULL;
6167
6168         if (map->n == 0) {
6169                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6170                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6171                 isl_map_free(map);
6172                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6173         }
6174
6175         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6176         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6177                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6178
6179                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6180                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6181         }
6182
6183         isl_map_free(map);
6184
6185         return pwaff;
6186 }
6187
6188 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6189  * parameters and input dimensions, but independently of
6190  * the other output dimensions.
6191  */
6192 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6193 {
6194         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6195 }
6196
6197 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6198  * as a function of the parameters,
6199  * but independently of the other set dimensions.
6200  */
6201 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6202         int max)
6203 {
6204         return map_dim_opt(set, pos, max);
6205 }
6206
6207 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6208  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6209  */
6210 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6211 {
6212         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6213 }
6214
6215 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6216  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6217  */
6218 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6219 {
6220         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6221 }
6222
6223 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6224  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6225  */
6226 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6227         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6228 {
6229         unsigned nparam;
6230
6231         if (!bset || !mat)
6232                 goto error;
6233
6234         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6235         if (!bset->dim)
6236                 goto error;
6237
6238         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6239
6240         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6241
6242         bset->dim->nparam = 0;
6243         bset->dim->n_out = nparam;
6244         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6245         if (bset) {
6246                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6247                 bset->dim->n_out = 0;
6248         }
6249         return bset;
6250 error:
6251         isl_mat_free(mat);
6252         isl_basic_set_free(bset);
6253         return NULL;
6254 }
6255
6256 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6257  * set is assumed to have only parameters and divs.
6258  */
6259 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6260         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6261 {
6262         isl_space *dim = NULL;
6263         unsigned nparam;
6264
6265         if (!set || !mat)
6266                 goto error;
6267
6268         dim = isl_space_copy(set->dim);
6269         dim = isl_space_cow(dim);
6270         if (!dim)
6271                 goto error;
6272
6273         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6274
6275         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6276
6277         dim->nparam = 0;
6278         dim->n_out = nparam;
6279         isl_set_reset_space(set, dim);
6280         set = isl_set_preimage(set, mat);
6281         if (!set)
6282                 goto error2;
6283         dim = isl_space_copy(set->dim);
6284         dim = isl_space_cow(dim);
6285         if (!dim)
6286                 goto error2;
6287         dim->nparam = dim->n_out;
6288         dim->n_out = 0;
6289         isl_set_reset_space(set, dim);
6290         return set;
6291 error:
6292         isl_space_free(dim);
6293         isl_mat_free(mat);
6294 error2:
6295         isl_set_free(set);
6296         return NULL;
6297 }
6298
6299 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6300  * equalities in "eq".
6301  */
6302 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6303         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6304 {
6305         int i, k;
6306         unsigned len;
6307
6308         if (!bset || !eq)
6309                 goto error;
6310
6311         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6312                                         eq->n_row, 0);
6313         if (!bset)
6314                 goto error;
6315
6316         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6317         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6318                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6319                 if (k < 0)
6320                         goto error;
6321                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6322                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6323         }
6324         isl_mat_free(eq);
6325
6326         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6327         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6328
6329         return bset;
6330 error:
6331         isl_mat_free(eq);
6332         isl_basic_set_free(bset);
6333         return NULL;
6334 }
6335
6336 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6337  * equalities in "eq".
6338  */
6339 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6340         struct isl_mat *eq)
6341 {
6342         int i;
6343
6344         if (!set || !eq)
6345                 goto error;
6346
6347         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6348                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6349                                         isl_mat_copy(eq));
6350                 if (!set->p[i])
6351                         goto error;
6352         }
6353         isl_mat_free(eq);
6354         return set;
6355 error:
6356         isl_mat_free(eq);
6357         isl_set_free(set);
6358         return NULL;
6359 }
6360
6361 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6362  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6363  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6364  * The output has the same parameters, but only
6365  * explicit existentially quantified variables.
6366  *
6367  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6368  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6369  * among the parameters by performing a variable compression on
6370  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6371  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6372  */
6373 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6374 {
6375         int i, j;
6376         struct isl_mat *eq;
6377         struct isl_mat *T, *T2;
6378         struct isl_set *set;
6379         unsigned nparam, n_div;
6380
6381         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6382         if (!bset)
6383                 return NULL;
6384
6385         if (bset->n_eq == 0)
6386                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6387
6388         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6389         if (!bset)
6390                 return NULL;
6391         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6392                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6393
6394         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6395         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6396
6397         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6398                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6399                         ++i;
6400         }
6401         if (i == bset->n_eq)
6402                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6403
6404         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6405                 0, 1 + nparam);
6406         eq = isl_mat_cow(eq);
6407         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6408         if (T && T->n_col == 0) {
6409                 isl_mat_free(T);
6410                 isl_mat_free(T2);
6411                 isl_mat_free(eq);
6412                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6413                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6414         }
6415         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6416
6417         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6418         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6419         set = set_append_equalities(set, eq);
6420         return set;
6421 }
6422
6423 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6424  * quantified variables.
6425  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6426  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6427  * no input or output dimensions and the dimension specification
6428  * is reset to that of the input.
6429  */
6430 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6431 {
6432         struct isl_basic_set *bset;
6433         struct isl_set *set;
6434         struct isl_map *map;
6435         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6436         unsigned         nparam;
6437         unsigned         n_in;
6438         unsigned         n_out;
6439
6440         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6441         if (!bmap)
6442                 return NULL;
6443
6444         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6445         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6446         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6447         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6448         if (!dim)
6449                 goto error;
6450
6451         orig_dim = bmap->dim;
6452         bmap->dim = dim;
6453         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6454
6455         set = parameter_compute_divs(bset);
6456         map = (struct isl_map *)set;
6457         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6458
6459         return map;
6460 error:
6461         isl_basic_map_free(bmap);
6462         return NULL;
6463 }
6464
6465 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6466 {
6467         int i;
6468         unsigned off;
6469
6470         if (!bmap)
6471                 return -1;
6472
6473         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6474         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6475                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6476                         return 0;
6477                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6478                                 return -1);
6479         }
6480         return 1;
6481 }
6482
6483 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6484 {
6485         int i;
6486
6487         if (!map)
6488                 return -1;
6489
6490         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6491                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6492                 if (known <= 0)
6493                         return known;
6494         }
6495
6496         return 1;
6497 }
6498
6499 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6500  * expressions for them.  However, this computation may be
6501  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6502  * strictly needed.
6503  */
6504 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6505 {
6506         int known;
6507         struct isl_map *map;
6508
6509         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6510         if (known < 0)
6511                 goto error;
6512         if (known)
6513                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6514
6515         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6516
6517         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6518         if (known < 0)
6519                 goto error;
6520         if (known)
6521                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6522
6523         map = compute_divs(bmap);
6524         return map;
6525 error:
6526         isl_basic_map_free(bmap);
6527         return NULL;
6528 }
6529
6530 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6531 {
6532         int i;
6533         int known;
6534         struct isl_map *res;
6535
6536         if (!map)
6537                 return NULL;
6538         if (map->n == 0)
6539                 return map;
6540
6541         known = map_divs_known(map);
6542         if (known < 0) {
6543                 isl_map_free(map);
6544                 return NULL;
6545         }
6546         if (known)
6547                 return map;
6548
6549         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6550         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6551                 struct isl_map *r2;
6552                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6553                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6554                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6555                 else
6556                         res = isl_map_union(res, r2);
6557         }
6558         isl_map_free(map);
6559
6560         return res;
6561 }
6562
6563 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6564 {
6565         return (struct isl_set *)
6566                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6567 }
6568
6569 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6570 {
6571         return (struct isl_set *)
6572                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6573 }
6574
6575 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6576 {
6577         int i;
6578         struct isl_set *set;
6579
6580         if (!map)
6581                 goto error;
6582
6583         map = isl_map_cow(map);
6584         if (!map)
6585                 return NULL;
6586
6587         set = (struct isl_set *)map;
6588         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6589         if (!set->dim)
6590                 goto error;
6591         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6592                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6593                 if (!set->p[i])
6594                         goto error;
6595         }
6596         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6597         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6598         return set;
6599 error:
6600         isl_map_free(map);
6601         return NULL;
6602 }
6603
6604 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6605  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6606  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6607  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6608  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6609  * may not be disjoint.
6610  *
6611  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6612  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6613  */
6614 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6615         __isl_take isl_map *map2)
6616 {
6617         int i;
6618         unsigned flags = 0;
6619         struct isl_map *map = NULL;
6620         int is_universe;
6621
6622         if (!map1 || !map2)
6623                 goto error;
6624
6625         if (map1->n == 0) {
6626                 isl_map_free(map1);
6627                 return map2;
6628         }
6629         if (map2->n == 0) {
6630                 isl_map_free(map2);
6631                 return map1;
6632         }
6633
6634         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6635         if (is_universe < 0)
6636                 goto error;
6637         if (is_universe) {
6638                 isl_map_free(map2);
6639                 return map1;
6640         }
6641
6642         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6643         if (is_universe < 0)
6644                 goto error;
6645         if (is_universe) {
6646                 isl_map_free(map1);
6647                 return map2;
6648         }
6649
6650         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6651
6652         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6653             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6654                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6655
6656         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6657                                 map1->n + map2->n, flags);
6658         if (!map)
6659                 goto error;
6660         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6661                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6662                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6663                 if (!map)
6664                         goto error;
6665         }
6666         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6667                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6668                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6669                 if (!map)
6670                         goto error;
6671         }
6672         isl_map_free(map1);
6673         isl_map_free(map2);
6674         return map;
6675 error:
6676         isl_map_free(map);
6677         isl_map_free(map1);
6678         isl_map_free(map2);
6679         return NULL;
6680 }
6681
6682 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6683         __isl_take isl_map *map2)
6684 {
6685         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6686 }
6687
6688 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6689 {
6690         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6691         if (!map1)
6692                 return NULL;
6693         if (map1->n > 1)
6694                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6695         return map1;
6696 }
6697
6698 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6699                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6700 {
6701         return (struct isl_set *)
6702                 isl_map_union_disjoint(
6703                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6704 }
6705
6706 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6707 {
6708         return (struct isl_set *)
6709                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6710 }
6711
6712 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6713  * the results.
6714  *
6715  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6716  */
6717 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6718         __isl_take isl_set *set,
6719         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6720                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6721 {
6722         unsigned flags = 0;
6723         struct isl_map *result;
6724         int i, j;
6725
6726         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6727                 isl_set_free(set);
6728                 return map;
6729         }
6730
6731         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6732             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6733                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6734
6735         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6736                                         map->n * set->n, flags);
6737         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6738                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6739                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6740                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6741                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6742                         if (!result)
6743                                 break;
6744                 }
6745
6746         isl_map_free(map);
6747         isl_set_free(set);
6748         return result;
6749 }
6750
6751 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6752         __isl_take isl_set *set)
6753 {
6754         if (!map || !set)
6755                 goto error;
6756
6757         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6758                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6759                         "incompatible spaces", goto error);
6760
6761         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6762 error:
6763         isl_map_free(map);
6764         isl_set_free(set);
6765         return NULL;
6766 }
6767
6768 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6769         __isl_take isl_set *set)
6770 {
6771         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6772 }
6773
6774 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6775         __isl_take isl_set *set)
6776 {
6777         if (!map || !set)
6778                 goto error;
6779
6780         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6781                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6782                         "incompatible spaces", goto error);
6783
6784         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6785 error:
6786         isl_map_free(map);
6787         isl_set_free(set);
6788         return NULL;
6789 }
6790
6791 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6792         __isl_take isl_set *set)
6793 {
6794         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6795                                                 &map_intersect_domain);
6796 }
6797
6798 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6799         __isl_take isl_map *map2)
6800 {
6801         if (!map1 || !map2)
6802                 goto error;
6803         map1 = isl_map_reverse(map1);
6804         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6805         return isl_map_reverse(map1);
6806 error:
6807         isl_map_free(map1);
6808         isl_map_free(map2);
6809         return NULL;
6810 }
6811
6812 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6813         __isl_take isl_map *map2)
6814 {
6815         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6816 }
6817
6818 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6819         __isl_take isl_map *map2)
6820 {
6821         isl_space *dim_result;
6822         struct isl_map *result;
6823         int i, j;
6824
6825         if (!map1 || !map2)
6826                 goto error;
6827
6828         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6829                                   isl_space_copy(map2->dim));
6830
6831         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6832         if (!result)
6833                 goto error;
6834         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6835                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6836                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6837                             isl_basic_map_apply_range(
6838                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6839                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6840                         if (!result)
6841                                 goto error;
6842                 }
6843         isl_map_free(map1);
6844         isl_map_free(map2);
6845         if (result && result->n <= 1)
6846                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6847         return result;
6848 error:
6849         isl_map_free(map1);
6850         isl_map_free(map2);
6851         return NULL;
6852 }
6853
6854 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6855         __isl_take isl_map *map2)
6856 {
6857         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6858 }
6859
6860 /*
6861  * returns range - domain
6862  */
6863 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6864 {
6865         isl_space *dims, *target_dim;
6866         struct isl_basic_set *bset;
6867         unsigned dim;
6868         unsigned nparam;
6869         int i;
6870
6871         if (!bmap)
6872                 goto error;
6873         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6874                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6875                    goto error);
6876         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6877         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6878         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6879         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6880         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6881         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6882         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6883         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6884         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6885         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6886                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6887                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6888                 if (j < 0) {
6889                         bset = isl_basic_set_free(bset);
6890                         break;
6891                 }
6892                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6893                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6894                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6895                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6896         }
6897         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6898         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6899         return bset;
6900 error:
6901         isl_basic_map_free(bmap);
6902         return NULL;
6903 }
6904
6905 /*
6906  * returns range - domain
6907  */
6908 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6909 {
6910         int i;
6911         isl_space *dim;
6912         struct isl_set *result;
6913
6914         if (!map)
6915                 return NULL;
6916
6917         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6918                                                  map->dim, isl_dim_out),
6919                    goto error);
6920         dim = isl_map_get_space(map);
6921         dim = isl_space_domain(dim);
6922         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6923         if (!result)
6924                 goto error;
6925         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6926                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6927                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6928         isl_map_free(map);
6929         return result;
6930 error:
6931         isl_map_free(map);
6932         return NULL;
6933 }
6934
6935 /*
6936  * returns [domain -> range] -> range - domain
6937  */
6938 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6939         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6940 {
6941         int i, k;
6942         isl_space *dim;
6943         isl_basic_map *domain;
6944         int nparam, n;
6945         unsigned total;
6946
6947         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6948                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6949                         "domain and range don't match", goto error);
6950
6951         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6952         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6953
6954         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6955         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6956
6957         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6958         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6959         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6960
6961         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6962
6963         for (i = 0; i < n; ++i) {
6964                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6965                 if (k < 0)
6966                         goto error;
6967                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6968                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6969                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6970                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6971         }
6972
6973         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6974         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6975 error:
6976         isl_basic_map_free(bmap);
6977         return NULL;
6978 }
6979
6980 /*
6981  * returns [domain -> range] -> range - domain
6982  */
6983 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6984 {
6985         int i;
6986         isl_space *domain_dim;
6987
6988         if (!map)
6989                 return NULL;
6990
6991         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6992                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6993                         "domain and range don't match", goto error);
6994
6995         map = isl_map_cow(map);
6996         if (!map)
6997                 return NULL;
6998
6999         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
7000         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
7001         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
7002         if (!map->dim)
7003                 goto error;
7004         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7005                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
7006                 if (!map->p[i])
7007                         goto error;
7008         }
7009         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7010         return map;
7011 error:
7012         isl_map_free(map);
7013         return NULL;
7014 }
7015
7016 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
7017 {
7018         struct isl_basic_map *bmap;
7019         unsigned nparam;
7020         unsigned dim;
7021         int i;
7022
7023         if (!dims)
7024                 return NULL;
7025
7026         nparam = dims->nparam;
7027         dim = dims->n_out;
7028         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7029         if (!bmap)
7030                 goto error;
7031
7032         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7033                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7034                 if (j < 0)
7035                         goto error;
7036                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7037                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7038                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7039         }
7040         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7041 error:
7042         isl_basic_map_free(bmap);
7043         return NULL;
7044 }
7045
7046 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7047 {
7048         if (!dim)
7049                 return NULL;
7050         if (dim->n_in != dim->n_out)
7051                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7052                         "number of input and output dimensions needs to be "
7053                         "the same", goto error);
7054         return basic_map_identity(dim);
7055 error:
7056         isl_space_free(dim);
7057         return NULL;
7058 }
7059
7060 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7061 {
7062         if (!model || !model->dim)
7063                 return NULL;
7064         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7065 }
7066
7067 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7068 {
7069         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7070 }
7071
7072 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7073 {
7074         if (!model || !model->dim)
7075                 return NULL;
7076         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7077 }
7078
7079 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7080 {
7081         if (!model || !model->dim)
7082                 return NULL;
7083         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7084 }
7085
7086 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7087 {
7088         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7089         isl_map *id;
7090         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7091         return isl_map_intersect_range(id, set);
7092 }
7093
7094 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7095  * values.
7096  */
7097 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7098         __isl_take isl_space *space)
7099 {
7100         int i;
7101         unsigned nparam;
7102         unsigned dim;
7103         struct isl_basic_set *bset;
7104
7105         if (!space)
7106                 return NULL;
7107         nparam = space->nparam;
7108         dim = space->n_out;
7109         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7110         if (!bset)
7111                 return NULL;
7112         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7113                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7114                 if (k < 0)
7115                         goto error;
7116                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7117                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7118         }
7119         return bset;
7120 error:
7121         isl_basic_set_free(bset);
7122         return NULL;
7123 }
7124
7125 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7126  */
7127 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7128         int pos)
7129 {
7130         int k;
7131         isl_basic_set *nonneg;
7132
7133         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7134         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7135         if (k < 0)
7136                 goto error;
7137         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7138         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7139
7140         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7141 error:
7142         isl_basic_set_free(nonneg);
7143         return NULL;
7144 }
7145
7146 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7147  */
7148 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7149 {
7150         int k;
7151         isl_basic_set *neg;
7152
7153         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7154         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7155         if (k < 0)
7156                 goto error;
7157         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7158         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7159         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7160
7161         return isl_basic_set_finalize(neg);
7162 error:
7163         isl_basic_set_free(neg);
7164         return NULL;
7165 }
7166
7167 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7168         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7169 {
7170         int i;
7171         isl_basic_set *nonneg;
7172         isl_basic_set *neg;
7173
7174         if (!set)
7175                 return NULL;
7176         if (n == 0)
7177                 return set;
7178
7179         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7180
7181         for (i = 0; i < n; ++i) {
7182                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7183                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7184                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7185                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7186
7187                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7188         }
7189
7190         return set;
7191 error:
7192         isl_set_free(set);
7193         return NULL;
7194 }
7195
7196 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7197         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7198         void *user)
7199 {
7200         isl_set *half;
7201
7202         if (!set)
7203                 return -1;
7204         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7205                 isl_set_free(set);
7206                 return 0;
7207         }
7208         if (first == len)
7209                 return fn(set, signs, user);
7210
7211         signs[first] = 1;
7212         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7213                                                         1 + first));
7214         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7215         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7216                 goto error;
7217
7218         signs[first] = -1;
7219         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7220                                                         1 + first));
7221         half = isl_set_intersect(half, set);
7222         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7223 error:
7224         isl_set_free(set);
7225         return -1;
7226 }
7227
7228 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7229  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7230  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7231  * to the sign of the corresponding variable.
7232  */
7233 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7234         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7235         void *user)
7236 {
7237         unsigned nparam;
7238         unsigned nvar;
7239         int *signs;
7240         int r;
7241
7242         if (!set)
7243                 return -1;
7244         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7245                 return 0;
7246
7247         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7248         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7249
7250         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7251
7252         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7253                             fn, user);
7254
7255         free(signs);
7256
7257         return r;
7258 }
7259
7260 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7261 {
7262         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7263 }
7264
7265 int isl_basic_map_is_subset(
7266                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7267 {
7268         int is_subset;
7269         struct isl_map *map1;
7270         struct isl_map *map2;
7271
7272         if (!bmap1 || !bmap2)
7273                 return -1;
7274
7275         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7276         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7277
7278         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7279
7280         isl_map_free(map1);
7281         isl_map_free(map2);
7282
7283         return is_subset;
7284 }
7285
7286 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7287         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7288 {
7289         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7290 }
7291
7292 int isl_basic_map_is_equal(
7293                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7294 {
7295         int is_subset;
7296
7297         if (!bmap1 || !bmap2)
7298                 return -1;
7299         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7300         if (is_subset != 1)
7301                 return is_subset;
7302         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7303         return is_subset;
7304 }
7305
7306 int isl_basic_set_is_equal(
7307                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7308 {
7309         return isl_basic_map_is_equal(
7310                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7311 }
7312
7313 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7314 {
7315         int i;
7316         int is_empty;
7317
7318         if (!map)
7319                 return -1;
7320         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7321                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7322                 if (is_empty < 0)
7323                         return -1;
7324                 if (!is_empty)
7325                         return 0;
7326         }
7327         return 1;
7328 }
7329
7330 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7331 {
7332         return map ? map->n == 0 : -1;
7333 }
7334
7335 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7336 {
7337         return isl_map_plain_is_empty(map);
7338 }
7339
7340 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7341 {
7342         return set ? set->n == 0 : -1;
7343 }
7344
7345 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7346 {
7347         return isl_set_plain_is_empty(set);
7348 }
7349
7350 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7351 {
7352         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7353 }
7354
7355 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7356 {
7357         if (!map1 || !map2)
7358                 return -1;
7359
7360         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7361 }
7362
7363 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7364 {
7365         if (!set1 || !set2)
7366                 return -1;
7367
7368         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7369 }
7370
7371 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7372 {
7373         int is_subset;
7374
7375         if (!map1 || !map2)
7376                 return -1;
7377         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7378         if (is_subset != 1)
7379                 return is_subset;
7380         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7381         return is_subset;
7382 }
7383
7384 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7385 {
7386         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7387 }
7388
7389 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7390                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7391 {
7392         int is_subset;
7393
7394         if (!bmap1 || !bmap2)
7395                 return -1;
7396         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7397         if (is_subset != 1)
7398                 return is_subset;
7399         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7400         if (is_subset == -1)
7401                 return is_subset;
7402         return !is_subset;
7403 }
7404
7405 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7406 {
7407         int is_subset;
7408
7409         if (!map1 || !map2)
7410                 return -1;
7411         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7412         if (is_subset != 1)
7413                 return is_subset;
7414         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7415         if (is_subset == -1)
7416                 return is_subset;
7417         return !is_subset;
7418 }
7419
7420 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7421 {
7422         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7423 }
7424
7425 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7426 {
7427         if (!bmap)
7428                 return -1;
7429         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7430 }
7431
7432 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7433 {
7434         if (!bset)
7435                 return -1;
7436         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7437 }
7438
7439 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7440 {
7441         int i;
7442
7443         if (!map)
7444                 return -1;
7445
7446         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7447                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7448                 if (r < 0 || r)
7449                         return r;
7450         }
7451
7452         return 0;
7453 }
7454
7455 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7456 {
7457         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7458 }
7459
7460 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7461 {
7462         return isl_set_plain_is_universe(set);
7463 }
7464
7465 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7466 {
7467         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7468         struct isl_vec *sample = NULL;
7469         int empty;
7470         unsigned total;
7471
7472         if (!bmap)
7473                 return -1;
7474
7475         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7476                 return 1;
7477
7478         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7479                 return 0;
7480
7481         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7482                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7483                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7484                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7485                 isl_basic_map_free(copy);
7486                 return empty;
7487         }
7488
7489         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7490         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7491                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7492                 if (contains < 0)
7493                         return -1;
7494                 if (contains)
7495                         return 0;
7496         }
7497         isl_vec_free(bmap->sample);
7498         bmap->sample = NULL;
7499         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7500         if (!bset)
7501                 return -1;
7502         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7503         if (!sample)
7504                 return -1;
7505         empty = sample->size == 0;
7506         isl_vec_free(bmap->sample);
7507         bmap->sample = sample;
7508         if (empty)
7509                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7510
7511         return empty;
7512 }
7513
7514 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7515 {
7516         if (!bmap)
7517                 return -1;
7518         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7519 }
7520
7521 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7522 {
7523         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7524 }
7525
7526 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7527 {
7528         if (!bset)
7529                 return -1;
7530         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7531 }
7532
7533 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7534 {
7535         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7536 }
7537
7538 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7539 {
7540         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7541 }
7542
7543 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7544         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7545 {
7546         struct isl_map *map;
7547         if (!bmap1 || !bmap2)
7548                 goto error;
7549
7550         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7551
7552         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7553         if (!map)
7554                 goto error;
7555         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7556         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7557         return map;
7558 error:
7559         isl_basic_map_free(bmap1);
7560         isl_basic_map_free(bmap2);
7561         return NULL;
7562 }
7563
7564 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7565                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7566 {
7567         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7568                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7569                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7570 }
7571
7572 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7573 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7574 {
7575         int i;
7576         unsigned off;
7577
7578         if (!bmap)
7579                 return NULL;
7580
7581         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7582
7583         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7584                 int pos;
7585                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7586                         continue;
7587                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7588                                                             bmap->n_div-i);
7589                 if (pos == -1)
7590                         continue;
7591                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7592                 --i;
7593         }
7594         return bmap;
7595 }
7596
7597 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7598 {
7599         return (struct isl_basic_set *)
7600                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7601 }
7602
7603 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7604 {
7605         int i;
7606
7607         if (!map)
7608                 return 0;
7609
7610         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7611                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7612                 if (!map->p[i])
7613                         goto error;
7614         }
7615
7616         return map;
7617 error:
7618         isl_map_free(map);
7619         return NULL;
7620 }
7621
7622 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7623  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7624  * list of divs is given by "div".
7625  */
7626 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7627         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7628 {
7629         int i, j;
7630         int n_div;
7631
7632         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7633         if (!bset || !div)
7634                 goto error;
7635
7636         if (div->n_row < bset->n_div)
7637                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7638                         "not an expansion", goto error);
7639
7640         n_div = bset->n_div;
7641         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7642                                             div->n_row - n_div, 0,
7643                                             2 * (div->n_row - n_div));
7644
7645         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7646                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7647                         goto error;
7648
7649         j = n_div - 1;
7650         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7651                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7652                         if (i != j)
7653                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7654                         j--;
7655                 } else {
7656                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7657                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7658                                 goto error;
7659                 }
7660         }
7661
7662         isl_mat_free(div);
7663         return bset;
7664 error:
7665         isl_basic_set_free(bset);
7666         isl_mat_free(div);
7667         return NULL;
7668 }
7669
7670 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7671  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7672  * 
7673  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7674  * of the corresponding div in dst otherwise.
7675  */
7676 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7677                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7678 {
7679         int i;
7680
7681         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7682
7683         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7684         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7685                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7686                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7687                                                 dst->n_div - div) == -1)
7688                         return i;
7689         return -1;
7690 }
7691
7692 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7693                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7694 {
7695         int i;
7696         unsigned total;
7697
7698         if (!dst || !src)
7699                 goto error;
7700
7701         if (src->n_div == 0)
7702                 return dst;
7703
7704         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7705                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7706
7707         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7708         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7709         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7710                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7711         if (!dst)
7712                 return NULL;
7713         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7714         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7715                 int j = find_div(dst, src, i);
7716                 if (j < 0) {
7717                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7718                         if (j < 0)
7719                                 goto error;
7720                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7721                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7722                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7723                                 goto error;
7724                 }
7725                 if (j != i)
7726                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7727         }
7728         return dst;
7729 error:
7730         isl_basic_map_free(dst);
7731         return NULL;
7732 }
7733
7734 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7735                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7736 {
7737         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7738                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7739 }
7740
7741 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7742 {
7743         int i;
7744
7745         if (!map)
7746                 return NULL;
7747         if (map->n == 0)
7748                 return map;
7749         map = isl_map_compute_divs(map);
7750         map = isl_map_cow(map);
7751         if (!map)
7752                 return NULL;
7753
7754         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7755                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7756         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7757                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7758
7759         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7760         return map;
7761 }
7762
7763 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7764 {
7765         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7766 }
7767
7768 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7769         __isl_take isl_map *map)
7770 {
7771         if (!set || !map)
7772                 goto error;
7773         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7774         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7775         set = isl_map_range(map);
7776         return set;
7777 error:
7778         isl_set_free(set);
7779         isl_map_free(map);
7780         return NULL;
7781 }
7782
7783 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7784         __isl_take isl_map *map)
7785 {
7786         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7787 }
7788
7789 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7790  * the meaning of the set.
7791  */
7792 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7793 {
7794         int i;
7795
7796         if (!map)
7797                 return NULL;
7798
7799         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7800                 remove_if_empty(map, i);
7801
7802         return map;
7803 }
7804
7805 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7806 {
7807         return (struct isl_set *)
7808                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7809 }
7810
7811 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7812 {
7813         struct isl_basic_map *bmap;
7814         if (!map || map->n == 0)
7815                 return NULL;
7816         bmap = map->p[map->n-1];
7817         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7818         return isl_basic_map_copy(bmap);
7819 }
7820
7821 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7822 {
7823         return (struct isl_basic_set *)
7824                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7825 }
7826
7827 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7828                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7829 {
7830         int i;
7831
7832         if (!map || !bmap)
7833                 goto error;
7834         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7835                 if (map->p[i] != bmap)
7836                         continue;
7837                 map = isl_map_cow(map);
7838                 if (!map)
7839                         goto error;
7840                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7841                 if (i != map->n-1) {
7842                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7843                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7844                 }
7845                 map->n--;
7846                 return map;
7847         }
7848         return map;
7849 error:
7850         isl_map_free(map);
7851         return NULL;
7852 }
7853
7854 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7855                                                 struct isl_basic_set *bset)
7856 {
7857         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7858                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7859 }
7860
7861 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7862  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7863  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7864  */
7865 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7866         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7867         int pos, isl_int *opt)
7868 {
7869         isl_space *dims;
7870         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7871         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7872         struct isl_ctx *ctx;
7873         struct isl_vec *obj;
7874         unsigned total;
7875         unsigned nparam;
7876         unsigned dim1, dim2;
7877         enum isl_lp_result res;
7878
7879         if (!bset1 || !bset2)
7880                 return isl_lp_error;
7881
7882         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7883         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7884         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7885         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7886         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7887         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7888         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7889         if (!bmap1 || !bmap2)
7890                 goto error;
7891         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7892         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7893                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7894                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7895         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7896         if (!bmap1)
7897                 goto error;
7898         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7899         ctx = bmap1->ctx;
7900         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7901         if (!obj)
7902                 goto error2;
7903         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7904         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7905         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7906         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7907                                         opt, NULL, NULL);
7908         isl_basic_map_free(bmap1);
7909         isl_vec_free(obj);
7910         return res;
7911 error:
7912         isl_basic_map_free(bmap2);
7913 error2:
7914         isl_basic_map_free(bmap1);
7915         return isl_lp_error;
7916 }
7917
7918 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7919  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7920  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7921  * smaller or larger than those in bset2.
7922  *
7923  * Returns
7924  *       1 if bset1 follows bset2
7925  *      -1 if bset1 precedes bset2
7926  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7927  *      -2 if some error occurred.
7928  */
7929 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7930         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7931 {
7932         isl_int opt;
7933         enum isl_lp_result res;
7934         int cmp;
7935
7936         isl_int_init(opt);
7937
7938         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7939
7940         if (res == isl_lp_empty)
7941                 cmp = 0;
7942         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7943                   res == isl_lp_unbounded)
7944                 cmp = 1;
7945         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7946                 cmp = -1;
7947         else
7948                 cmp = -2;
7949
7950         isl_int_clear(opt);
7951         return cmp;
7952 }
7953
7954 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7955  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7956  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7957  * than a value of the same dimension in bset2.
7958  *
7959  * Return
7960  *       1 if there exists such a pair
7961  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7962  *      -1 otherwise
7963  *      -2 if some error occurred.
7964  */
7965 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7966         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7967 {
7968         isl_int opt;
7969         enum isl_lp_result res;
7970         int cmp;
7971
7972         isl_int_init(opt);
7973
7974         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7975
7976         if (res == isl_lp_empty)
7977                 cmp = -1;
7978         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7979                   res == isl_lp_unbounded)
7980                 cmp = 1;
7981         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7982                 cmp = -1;
7983         else if (res == isl_lp_ok)
7984                 cmp = 0;
7985         else
7986                 cmp = -2;
7987
7988         isl_int_clear(opt);
7989         return cmp;
7990 }
7991
7992 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7993  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7994  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7995  * than a value of the same dimension in set2.
7996  *
7997  * Return
7998  *       1 if there exists such a pair
7999  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8000  *      -1 otherwise
8001  *      -2 if some error occurred.
8002  */
8003 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
8004         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
8005 {
8006         int i, j;
8007         int follows = -1;
8008
8009         if (!set1 || !set2)
8010                 return -2;
8011
8012         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
8013                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
8014                         int f;
8015                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
8016                         if (f == 1 || f == -2)
8017                                 return f;
8018                         if (f > follows)
8019                                 follows = f;
8020                 }
8021
8022         return follows;
8023 }
8024
8025 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8026         unsigned pos, isl_int *val)
8027 {
8028         int i;
8029         int d;
8030         unsigned total;
8031
8032         if (!bmap)
8033                 return -1;
8034         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8035         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8036                 for (; d+1 > pos; --d)
8037                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8038                                 break;
8039                 if (d != pos)
8040                         continue;
8041                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8042                         return 0;
8043                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8044                         return 0;
8045                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8046                         return 0;
8047                 if (val)
8048                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8049                 return 1;
8050         }
8051         return 0;
8052 }
8053
8054 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8055         unsigned pos, isl_int *val)
8056 {
8057         int i;
8058         isl_int v;
8059         isl_int tmp;
8060         int fixed;
8061
8062         if (!map)
8063                 return -1;
8064         if (map->n == 0)
8065                 return 0;
8066         if (map->n == 1)
8067                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8068         isl_int_init(v);
8069         isl_int_init(tmp);
8070         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8071         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8072                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8073                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8074                         fixed = 0;
8075         }
8076         if (val)
8077                 isl_int_set(*val, v);
8078         isl_int_clear(tmp);
8079         isl_int_clear(v);
8080         return fixed;
8081 }
8082
8083 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8084         unsigned pos, isl_int *val)
8085 {
8086         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8087                                                 pos, val);
8088 }
8089
8090 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8091         isl_int *val)
8092 {
8093         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8094 }
8095
8096 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8097         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8098 {
8099         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8100                 return -1;
8101         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8102                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8103 }
8104
8105 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8106         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8107 {
8108         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8109                 return -1;
8110         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8111                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8112 }
8113
8114 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8115         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8116 {
8117         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8118 }
8119
8120 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8121         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8122 {
8123         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8124 }
8125
8126 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8127  * then return this fixed value in *val.
8128  */
8129 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8130         unsigned dim, isl_int *val)
8131 {
8132         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8133                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8134 }
8135
8136 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8137  * then return this fixed value in *val.
8138  */
8139 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8140         unsigned dim, isl_int *val)
8141 {
8142         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8143 }
8144
8145 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8146         unsigned dim, isl_int *val)
8147 {
8148         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8149 }
8150
8151 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8152  * then return this fixed value in *val.
8153  */
8154 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8155         unsigned in, isl_int *val)
8156 {
8157         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8158 }
8159
8160 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8161  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8162  */
8163 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8164         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8165 {
8166         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8167         isl_int *c;
8168         unsigned total;
8169         unsigned nparam;
8170
8171         if (!bset)
8172                 return -1;
8173         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8174         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8175         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8176                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8177                         continue;
8178                 if (i_eq != -1)
8179                         return 0;
8180                 i_eq = i;
8181         }
8182         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8183                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8184                         continue;
8185                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8186                         return 0;
8187                 i_ineq = i;
8188         }
8189         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8190                 return 0;
8191         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8192         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8193         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8194                 return 0;
8195         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8196                 return 0;
8197         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8198                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8199                 return 0;
8200         if (val)
8201                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8202         return 1;
8203 }
8204
8205 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8206         unsigned dim, isl_int *val)
8207 {
8208         int i;
8209         isl_int v;
8210         isl_int tmp;
8211         int fixed;
8212
8213         if (!set)
8214                 return -1;
8215         if (set->n == 0)
8216                 return 0;
8217         if (set->n == 1)
8218                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8219                                                                 dim, val);
8220         isl_int_init(v);
8221         isl_int_init(tmp);
8222         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8223                                                                 dim, &v);
8224         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8225                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8226                                                                 dim, &tmp);
8227                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8228                         fixed = 0;
8229         }
8230         if (val)
8231                 isl_int_set(*val, v);
8232         isl_int_clear(tmp);
8233         isl_int_clear(v);
8234         return fixed;
8235 }
8236
8237 struct constraint {
8238         unsigned        size;
8239         isl_int         *c;
8240 };
8241
8242 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8243  * variables sorting first.
8244  */
8245 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8246 {
8247         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8248         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8249         int l1, l2;
8250         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8251
8252         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8253         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8254
8255         if (l1 != l2)
8256                 return l1 - l2;
8257
8258         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8259 }
8260
8261 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8262         struct isl_basic_map *bmap)
8263 {
8264         int i;
8265         struct constraint *c;
8266         unsigned total;
8267
8268         if (!bmap)
8269                 return NULL;
8270         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8271         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8272         if (!c)
8273                 goto error;
8274         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8275                 c[i].size = total;
8276                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8277         }
8278         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8279         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8280                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8281         free(c);
8282         return bmap;
8283 error:
8284         isl_basic_map_free(bmap);
8285         return NULL;
8286 }
8287
8288 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8289         __isl_take isl_basic_set *bset)
8290 {
8291         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8292                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8293 }
8294
8295 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8296 {
8297         if (!bmap)
8298                 return NULL;
8299         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8300                 return bmap;
8301         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8302         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8303         if (bmap)
8304                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8305         return bmap;
8306 }
8307
8308 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8309 {
8310         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8311                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8312 }
8313
8314 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8315         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8316 {
8317         int i, cmp;
8318         unsigned total;
8319
8320         if (bmap1 == bmap2)
8321                 return 0;
8322         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8323             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8324                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8325         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8326                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8327         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8328                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8329         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8330                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8331         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8332             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8333                 return 0;
8334         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8335                 return 1;
8336         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8337                 return -1;
8338         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8339                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8340         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8341                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8342         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8343                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8344         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8345         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8346                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8347                 if (cmp)
8348                         return cmp;
8349         }
8350         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8351                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8352                 if (cmp)
8353                         return cmp;
8354         }
8355         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8356                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8357                 if (cmp)
8358                         return cmp;
8359         }
8360         return 0;
8361 }
8362
8363 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8364         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8365 {
8366         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8367 }
8368
8369 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8370 {
8371         int i, cmp;
8372
8373         if (set1 == set2)
8374                 return 0;
8375         if (set1->n != set2->n)
8376                 return set1->n - set2->n;
8377
8378         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8379                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8380                 if (cmp)
8381                         return cmp;
8382         }
8383
8384         return 0;
8385 }
8386
8387 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8388         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8389 {
8390         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8391 }
8392
8393 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8394         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8395 {
8396         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8397                                             (isl_basic_map *)bset2);
8398 }
8399
8400 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8401 {
8402         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8403         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8404
8405         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8406 }
8407
8408 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8409  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8410  * meaning of any possible other copies of map.
8411  */
8412 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8413 {
8414         int i, j;
8415         struct isl_basic_map *bmap;
8416
8417         if (!map)
8418                 return NULL;
8419         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8420                 return map;
8421         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8422                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8423                 if (!bmap)
8424                         goto error;
8425                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8426                 map->p[i] = bmap;
8427         }
8428         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8429         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8430         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8431         if (!map)
8432                 return NULL;
8433         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8434                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8435                         continue;
8436                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8437                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8438                         map->p[j-1] = map->p[j];
8439                 map->n--;
8440         }
8441         return map;
8442 error:
8443         isl_map_free(map);
8444         return NULL;
8445
8446 }
8447
8448 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8449 {
8450         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8451 }
8452
8453 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8454 {
8455         int i;
8456         int equal;
8457
8458         if (!map1 || !map2)
8459                 return -1;
8460
8461         if (map1 == map2)
8462                 return 1;
8463         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8464                 return 0;
8465
8466         map1 = isl_map_copy(map1);
8467         map2 = isl_map_copy(map2);
8468         map1 = isl_map_normalize(map1);
8469         map2 = isl_map_normalize(map2);
8470         if (!map1 || !map2)
8471                 goto error;
8472         equal = map1->n == map2->n;
8473         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8474                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8475                 if (equal < 0)
8476                         goto error;
8477         }
8478         isl_map_free(map1);
8479         isl_map_free(map2);
8480         return equal;
8481 error:
8482         isl_map_free(map1);
8483         isl_map_free(map2);
8484         return -1;
8485 }
8486
8487 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8488 {
8489         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8490 }
8491
8492 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8493 {
8494         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8495                                                 (struct isl_map *)set2);
8496 }
8497
8498 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8499 {
8500         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8501 }
8502
8503 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8504  */
8505 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8506         isl_int min, isl_int max)
8507 {
8508         int k;
8509         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8510
8511         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8512         if (!bset)
8513                 goto error;
8514
8515         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8516         if (k < 0)
8517                 goto error;
8518         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8519         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8520
8521         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8522         if (k < 0)
8523                 goto error;
8524         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8525         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8526
8527         return bset;
8528 error:
8529         isl_basic_set_free(bset);
8530         return NULL;
8531 }
8532
8533 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8534  */
8535 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8536         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8537 {
8538         int i;
8539         unsigned dim;
8540         unsigned nparam;
8541         unsigned extra;
8542         unsigned n_eq;
8543         unsigned n_ineq;
8544         struct isl_basic_set *product = NULL;
8545
8546         if (!list)
8547                 goto error;
8548         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8549         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8550         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8551         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8552         extra = list->p[0]->n_div;
8553         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8554         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8555         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8556                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8557                 isl_assert(list->ctx,
8558                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8559                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8560                 extra += list->p[i]->n_div;
8561                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8562                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8563         }
8564         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8565                                         n_eq, n_ineq);
8566         if (!product)
8567                 goto error;
8568         dim = 0;
8569         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8570                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8571                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8572                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8573         }
8574         isl_basic_set_list_free(list);
8575         return product;
8576 error:
8577         isl_basic_set_free(product);
8578         isl_basic_set_list_free(list);
8579         return NULL;
8580 }
8581
8582 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8583                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8584 {
8585         isl_space *dim_result = NULL;
8586         struct isl_basic_map *bmap;
8587         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8588         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8589
8590         if (!bmap1 || !bmap2)
8591                 goto error;
8592
8593         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8594                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8595         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8596                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8597
8598         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8599         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8600         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8601         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8602         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8603
8604         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8605         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8606         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8607         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8608         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8609         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8610         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8611         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8612         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8613         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8614         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8615
8616         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8617                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8618                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8619                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8620         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8621         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8622         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8623         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8624 error:
8625         isl_basic_map_free(bmap1);
8626         isl_basic_map_free(bmap2);
8627         return NULL;
8628 }
8629
8630 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8631         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8632 {
8633         isl_basic_map *prod;
8634
8635         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8636         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8637         return prod;
8638 }
8639
8640 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8641         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8642 {
8643         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8644 }
8645
8646 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8647         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8648 {
8649         isl_space *space_result = NULL;
8650         isl_basic_map *bmap;
8651         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8652         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8653
8654         if (!bmap1 || !bmap2)
8655                 goto error;
8656
8657         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8658                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8659
8660         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8661         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8662         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8663         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8664
8665         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8666         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8667         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8668         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8669         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8670         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8671         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8672         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8673         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8674         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8675         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8676
8677         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8678                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8679                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8680                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8681         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8682         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8683         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8684         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8685 error:
8686         isl_basic_map_free(bmap1);
8687         isl_basic_map_free(bmap2);
8688         return NULL;
8689 }
8690
8691 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8692         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8693 {
8694         isl_space *dim_result = NULL;
8695         isl_basic_map *bmap;
8696         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8697         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8698
8699         if (!bmap1 || !bmap2)
8700                 goto error;
8701
8702         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8703                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8704                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8705                         "parameters don't match", goto error);
8706
8707         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8708                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8709
8710         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8711         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8712         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8713         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8714
8715         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8716         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8717         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8718         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8719         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8720         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8721         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8722         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8723         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8724         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8725         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8726
8727         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8728                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8729                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8730                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8731         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8732         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8733         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8734         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8735 error:
8736         isl_basic_map_free(bmap1);
8737         isl_basic_map_free(bmap2);
8738         return NULL;
8739 }
8740
8741 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8742         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8743 {
8744         isl_basic_map *prod;
8745
8746         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8747         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8748         return prod;
8749 }
8750
8751 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8752         __isl_take isl_map *map2,
8753         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8754                                            __isl_take isl_space *right),
8755         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8756                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8757 {
8758         unsigned flags = 0;
8759         struct isl_map *result;
8760         int i, j;
8761
8762         if (!map1 || !map2)
8763                 goto error;
8764
8765         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8766                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8767
8768         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8769             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8770                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8771
8772         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8773                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8774                                 map1->n * map2->n, flags);
8775         if (!result)
8776                 goto error;
8777         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8778                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8779                         struct isl_basic_map *part;
8780                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8781                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8782                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8783                                 isl_basic_map_free(part);
8784                         else
8785                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8786                         if (!result)
8787                                 goto error;
8788                 }
8789         isl_map_free(map1);
8790         isl_map_free(map2);
8791         return result;
8792 error:
8793         isl_map_free(map1);
8794         isl_map_free(map2);
8795         return NULL;
8796 }
8797
8798 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8799  */
8800 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8801         __isl_take isl_map *map2)
8802 {
8803         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8804 }
8805
8806 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8807         __isl_take isl_map *map2)
8808 {
8809         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8810 }
8811
8812 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8813  */
8814 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8815         __isl_take isl_map *map2)
8816 {
8817         isl_map *prod;
8818
8819         prod = isl_map_product(map1, map2);
8820         prod = isl_map_flatten(prod);
8821         return prod;
8822 }
8823
8824 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8825  */
8826 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8827 {
8828         return isl_map_range_product(set1, set2);
8829 }
8830
8831 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8832         __isl_take isl_set *set2)
8833 {
8834         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8835 }
8836
8837 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8838  */
8839 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8840         __isl_take isl_map *map2)
8841 {
8842         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8843                                 &isl_basic_map_domain_product);
8844 }
8845
8846 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8847  */
8848 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8849         __isl_take isl_map *map2)
8850 {
8851         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8852                                 &isl_basic_map_range_product);
8853 }
8854
8855 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8856         __isl_take isl_map *map2)
8857 {
8858         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8859                                                 &map_domain_product_aligned);
8860 }
8861
8862 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8863         __isl_take isl_map *map2)
8864 {
8865         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8866                                                 &map_range_product_aligned);
8867 }
8868
8869 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8870  */
8871 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8872         __isl_take isl_map *map2)
8873 {
8874         isl_map *prod;
8875
8876         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8877         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8878         return prod;
8879 }
8880
8881 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8882  */
8883 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8884         __isl_take isl_map *map2)
8885 {
8886         isl_map *prod;
8887
8888         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8889         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8890         return prod;
8891 }
8892
8893 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8894 {
8895         int i;
8896         uint32_t hash = isl_hash_init();
8897         unsigned total;
8898
8899         if (!bmap)
8900                 return 0;
8901         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8902         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8903         if (!bmap)
8904                 return 0;
8905         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8906         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8907         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8908                 uint32_t c_hash;
8909                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8910                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8911         }
8912         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8913         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8914                 uint32_t c_hash;
8915                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8916                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8917         }
8918         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8919         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8920                 uint32_t c_hash;
8921                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8922                         continue;
8923                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8924                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8925                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8926         }
8927         isl_basic_map_free(bmap);
8928         return hash;
8929 }
8930
8931 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8932 {
8933         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8934 }
8935
8936 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8937 {
8938         int i;
8939         uint32_t hash;
8940
8941         if (!map)
8942                 return 0;
8943         map = isl_map_copy(map);
8944         map = isl_map_normalize(map);
8945         if (!map)
8946                 return 0;
8947
8948         hash = isl_hash_init();
8949         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8950                 uint32_t bmap_hash;
8951                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8952                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8953         }
8954                 
8955         isl_map_free(map);
8956
8957         return hash;
8958 }
8959
8960 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8961 {
8962         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8963 }
8964
8965 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8966  * by the values of the other parameters and variables.
8967  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8968  */
8969 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8970 {
8971         int i;
8972         unsigned nparam;
8973
8974         if (!bset)
8975                 return -1;
8976         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8977         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8978                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8979                         return 1;
8980         return 0;
8981 }
8982
8983 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8984  * by the values of the other parameters and variables.
8985  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8986  * for each of the subsets.
8987  */
8988 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8989 {
8990         int i;
8991
8992         if (!set)
8993                 return -1;
8994         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8995                 int unique;
8996                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8997                 if (unique != 1)
8998                         return unique;
8999         }
9000         return 1;
9001 }
9002
9003 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
9004 {
9005         return set ? set->n : 0;
9006 }
9007
9008 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
9009         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
9010 {
9011         int i;
9012
9013         if (!map)
9014                 return -1;
9015
9016         for (i = 0; i < map->n; ++i)
9017                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
9018                         return -1;
9019
9020         return 0;
9021 }
9022
9023 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9024         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9025 {
9026         int i;
9027
9028         if (!set)
9029                 return -1;
9030
9031         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9032                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9033                         return -1;
9034
9035         return 0;
9036 }
9037
9038 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9039 {
9040         isl_space *dim;
9041
9042         if (!bset)
9043                 return NULL;
9044
9045         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9046         if (!bset)
9047                 return NULL;
9048
9049         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9050         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9051         if (!dim)
9052                 goto error;
9053         isl_space_free(bset->dim);
9054         bset->dim = dim;
9055         bset->extra -= bset->n_div;
9056         bset->n_div = 0;
9057
9058         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9059
9060         return bset;
9061 error:
9062         isl_basic_set_free(bset);
9063         return NULL;
9064 }
9065
9066 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9067 {
9068         int i;
9069         isl_space *dim;
9070         unsigned n_div;
9071
9072         set = isl_set_align_divs(set);
9073
9074         if (!set)
9075                 return NULL;
9076
9077         set = isl_set_cow(set);
9078         if (!set)
9079                 return NULL;
9080
9081         n_div = set->p[0]->n_div;
9082         dim = isl_set_get_space(set);
9083         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9084         if (!dim)
9085                 goto error;
9086         isl_space_free(set->dim);
9087         set->dim = dim;
9088
9089         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9090                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9091                 if (!set->p[i])
9092                         goto error;
9093         }
9094
9095         return set;
9096 error:
9097         isl_set_free(set);
9098         return NULL;
9099 }
9100
9101 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9102 {
9103         isl_space *dim;
9104         struct isl_basic_map *bmap;
9105         unsigned n_set;
9106         unsigned n_div;
9107         unsigned n_param;
9108         unsigned total;
9109         int i, k, l;
9110
9111         set = isl_set_align_divs(set);
9112
9113         if (!set)
9114                 return NULL;
9115
9116         dim = isl_set_get_space(set);
9117         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9118                 isl_set_free(set);
9119                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9120         }
9121
9122         n_div = set->p[0]->n_div;
9123         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9124         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9125         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9126         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9127         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9128         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9129                 bmap = var_equal(bmap, i);
9130
9131         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9132         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9133                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9134                 if (k < 0)
9135                         goto error;
9136                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9137                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9138                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9139                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9140                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9141                             set->p[0]->div[i][0]);
9142
9143                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9144                 if (l < 0)
9145                         goto error;
9146                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9147                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9148                             set->p[0]->div[i][0]);
9149                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9150         }
9151
9152         isl_set_free(set);
9153         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9154         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9155         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9156 error:
9157         isl_set_free(set);
9158         isl_basic_map_free(bmap);
9159         return NULL;
9160 }
9161
9162 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9163 {
9164         unsigned dim;
9165         int size = 0;
9166
9167         if (!bset)
9168                 return -1;
9169
9170         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9171         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9172         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9173         size += bset->n_div * (2 + dim);
9174
9175         return size;
9176 }
9177
9178 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9179 {
9180         int i;
9181         int size = 0;
9182
9183         if (!set)
9184                 return -1;
9185
9186         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9187                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9188
9189         return size;
9190 }
9191
9192 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9193  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9194  */
9195 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9196         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9197 {
9198         int i;
9199
9200         if (!bmap)
9201                 return -1;
9202
9203         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9204
9205         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9206
9207         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9208                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9209                         continue;
9210                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9211                         return 1;
9212         }
9213
9214         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9215                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9216                         return 1;
9217
9218         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9219                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9220                 if (sgn > 0)
9221                         lower = 1;
9222                 if (sgn < 0)
9223                         upper = 1;
9224         }
9225
9226         return lower && upper;
9227 }
9228
9229 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9230         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9231 {
9232         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9233 }
9234
9235 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9236         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9237 {
9238         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9239 }
9240
9241 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9242         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9243 {
9244         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9245 }
9246
9247 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9248         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9249 {
9250         int i;
9251
9252         if (!map)
9253                 return -1;
9254
9255         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9256                 int bounded;
9257                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9258                 if (bounded < 0 || !bounded)
9259                         return bounded;
9260         }
9261
9262         return 1;
9263 }
9264
9265 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9266  * and a lower bound.
9267  */
9268 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9269         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9270 {
9271         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9272 }
9273
9274 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9275  */
9276 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9277         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9278         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9279                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9280 {
9281         int i;
9282
9283         if (!map)
9284                 return -1;
9285
9286         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9287                 int bounded;
9288                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9289                 if (bounded < 0 || bounded)
9290                         return bounded;
9291         }
9292
9293         return 0;
9294 }
9295
9296 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9297  */
9298 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9299         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9300 {
9301         return has_any_bound(set, type, pos,
9302                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9303 }
9304
9305 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9306  */
9307 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9308         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9309 {
9310         return has_any_bound(set, type, pos,
9311                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9312 }
9313
9314 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9315  */
9316 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9317         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9318         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9319                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9320 {
9321         int i;
9322
9323         if (!map)
9324                 return -1;
9325
9326         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9327                 int bounded;
9328                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9329                 if (bounded < 0 || !bounded)
9330                         return bounded;
9331         }
9332
9333         return 1;
9334 }
9335
9336 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9337  */
9338 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9339         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9340 {
9341         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9342 }
9343
9344 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9345  */
9346 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9347         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9348 {
9349         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9350 }
9351
9352 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9353  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9354  * elements of the array "signs".
9355  * Sign
9356  *      1 means that the variable is non-negative
9357  *      -1 means that the variable is non-positive
9358  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9359  */
9360 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9361         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9362 {
9363         isl_vec *bound = NULL;
9364         struct isl_tab *tab = NULL;
9365         struct isl_tab_undo *snap;
9366         int i;
9367
9368         if (!bset || !signs)
9369                 return -1;
9370
9371         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9372         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9373         if (!bound || !tab)
9374                 goto error;
9375
9376         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9377         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9378
9379         snap = isl_tab_snap(tab);
9380         for (i = 0; i < n; ++i) {
9381                 int empty;
9382
9383                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9384                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9385                         goto error;
9386                 empty = tab->empty;
9387                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9388                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9389                         goto error;
9390
9391                 if (empty) {
9392                         signs[i] = 1;
9393                         continue;
9394                 }
9395
9396                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9397                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9398                         goto error;
9399                 empty = tab->empty;
9400                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9401                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9402                         goto error;
9403
9404                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9405         }
9406
9407         isl_tab_free(tab);
9408         isl_vec_free(bound);
9409         return 0;
9410 error:
9411         isl_tab_free(tab);
9412         isl_vec_free(bound);
9413         return -1;
9414 }
9415
9416 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9417         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9418 {
9419         if (!bset || !signs)
9420                 return -1;
9421         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9422                 return -1);
9423
9424         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9425         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9426 }
9427
9428 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9429  * In particular, for each output dimension, check that there is
9430  * an equality that defines the output dimension in terms of
9431  * earlier dimensions.
9432  */
9433 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9434 {
9435         int i, j;
9436         unsigned total;
9437         unsigned n_out;
9438         unsigned o_out;
9439
9440         if (!bmap)
9441                 return -1;
9442
9443         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9444         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9445         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9446
9447         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9448                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9449                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9450                                 continue;
9451                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9452                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9453                                 break;
9454                 }
9455                 if (j >= bmap->n_eq)
9456                         return 0;
9457         }
9458
9459         return 1;
9460 }
9461
9462 /* Check if the given basic map is single-valued.
9463  * We simply compute
9464  *
9465  *      M \circ M^-1
9466  *
9467  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9468  */
9469 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9470 {
9471         isl_space *space;
9472         isl_basic_map *test;
9473         isl_basic_map *id;
9474         int sv;
9475
9476         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9477         if (sv < 0 || sv)
9478                 return sv;
9479
9480         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9481         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9482
9483         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9484         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9485         id = isl_basic_map_identity(space);
9486
9487         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9488
9489         isl_basic_map_free(test);
9490         isl_basic_map_free(id);
9491
9492         return sv;
9493 }
9494
9495 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9496  */
9497 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9498 {
9499         if (!map)
9500                 return -1;
9501         if (map->n == 0)
9502                 return 1;
9503         if (map->n >= 2)
9504                 return 0;
9505
9506         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9507 }
9508
9509 /* Check if the given map is single-valued.
9510  * We simply compute
9511  *
9512  *      M \circ M^-1
9513  *
9514  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9515  */
9516 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9517 {
9518         isl_space *dim;
9519         isl_map *test;
9520         isl_map *id;
9521         int sv;
9522
9523         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9524         if (sv < 0 || sv)
9525                 return sv;
9526
9527         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9528         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9529
9530         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9531         id = isl_map_identity(dim);
9532
9533         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9534
9535         isl_map_free(test);
9536         isl_map_free(id);
9537
9538         return sv;
9539 }
9540
9541 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9542 {
9543         int in;
9544
9545         map = isl_map_copy(map);
9546         map = isl_map_reverse(map);
9547         in = isl_map_is_single_valued(map);
9548         isl_map_free(map);
9549
9550         return in;
9551 }
9552
9553 /* Check if the given map is obviously injective.
9554  */
9555 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9556 {
9557         int in;
9558
9559         map = isl_map_copy(map);
9560         map = isl_map_reverse(map);
9561         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9562         isl_map_free(map);
9563
9564         return in;
9565 }
9566
9567 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9568 {
9569         int sv;
9570
9571         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9572         if (sv < 0 || !sv)
9573                 return sv;
9574
9575         return isl_map_is_injective(map);
9576 }
9577
9578 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9579 {
9580         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9581 }
9582
9583 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9584 {
9585         int ok;
9586         isl_set *delta;
9587
9588         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9589         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9590         isl_set_free(delta);
9591
9592         return ok;
9593 }
9594
9595 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9596 {
9597         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9598                 return 0;
9599         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9600                 return 0;
9601         return 1;
9602 }
9603
9604 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9605 {
9606         int i, j;
9607         unsigned nvar;
9608         unsigned ovar;
9609
9610         if (!bset)
9611                 return -1;
9612
9613         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9614                 return 0;
9615
9616         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9617         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9618         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9619                 int lower = 0, upper = 0;
9620                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9621                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9622                                 continue;
9623                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9624                                 return 0;
9625                         break;
9626                 }
9627                 if (i < bset->n_eq)
9628                         continue;
9629                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9630                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9631                                 continue;
9632                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9633                                 return 0;
9634                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9635                                 lower = 1;
9636                         else
9637                                 upper = 1;
9638                 }
9639                 if (!lower || !upper)
9640                         return 0;
9641         }
9642
9643         return 1;
9644 }
9645
9646 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9647 {
9648         if (!set)
9649                 return -1;
9650         if (set->n != 1)
9651                 return 0;
9652
9653         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9654 }
9655
9656 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9657 {
9658         if (!bset)
9659                 return -1;
9660         
9661         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9662 }
9663
9664 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9665 {
9666         if (!set)
9667                 return -1;
9668         
9669         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9670 }
9671
9672 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9673 {
9674         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9675         if (!bmap)
9676                 return NULL;
9677
9678         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9679         if (!bmap->dim)
9680                 goto error;
9681
9682         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9683
9684         return (isl_basic_set *)bmap;
9685 error:
9686         isl_basic_map_free(bmap);
9687         return NULL;
9688 }
9689
9690 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9691 {
9692         int i;
9693
9694         map = isl_map_cow(map);
9695         if (!map)
9696                 return NULL;
9697
9698         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9699                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9700                 if (!map->p[i])
9701                         goto error;
9702         }
9703         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9704         if (!map->dim)
9705                 goto error;
9706
9707         return (isl_set *)map;
9708 error:
9709         isl_map_free(map);
9710         return NULL;
9711 }
9712
9713 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9714 {
9715         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9716         if (!bset)
9717                 return NULL;
9718
9719         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9720         if (!bset->dim)
9721                 goto error;
9722
9723         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9724
9725         return (isl_basic_map *)bset;
9726 error:
9727         isl_basic_set_free(bset);
9728         return NULL;
9729 }
9730
9731 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9732 {
9733         int i;
9734
9735         if (!set)
9736                 return NULL;
9737
9738         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9739                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9740                         goto error);
9741
9742         set = isl_set_cow(set);
9743         if (!set)
9744                 return NULL;
9745
9746         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9747                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9748                 if (!set->p[i])
9749                         goto error;
9750         }
9751
9752         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9753         if (!set->dim)
9754                 goto error;
9755
9756         return (isl_map *)set;
9757 error:
9758         isl_set_free(set);
9759         return NULL;
9760 }
9761
9762 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9763         enum isl_dim_type type)
9764 {
9765         if (!bmap)
9766                 return NULL;
9767
9768         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9769                 return bmap;
9770
9771         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9772         if (!bmap)
9773                 return NULL;
9774
9775         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9776         if (!bmap->dim)
9777                 goto error;
9778
9779         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9780
9781         return bmap;
9782 error:
9783         isl_basic_map_free(bmap);
9784         return NULL;
9785 }
9786
9787 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9788         enum isl_dim_type type)
9789 {
9790         int i;
9791
9792         if (!map)
9793                 return NULL;
9794
9795         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9796                 return map;
9797
9798         map = isl_map_cow(map);
9799         if (!map)
9800                 return NULL;
9801
9802         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9803                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9804                 if (!map->p[i])
9805                         goto error;
9806         }
9807         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9808         if (!map->dim)
9809                 goto error;
9810
9811         return map;
9812 error:
9813         isl_map_free(map);
9814         return NULL;
9815 }
9816
9817 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9818 {
9819         if (!bmap)
9820                 return NULL;
9821
9822         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9823                 return bmap;
9824
9825         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9826         if (!bmap)
9827                 return NULL;
9828
9829         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9830         if (!bmap->dim)
9831                 goto error;
9832
9833         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9834
9835         return bmap;
9836 error:
9837         isl_basic_map_free(bmap);
9838         return NULL;
9839 }
9840
9841 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9842 {
9843         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9844 }
9845
9846 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9847         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9848 {
9849         if (!bmap)
9850                 return NULL;
9851
9852         if (!bmap->dim->nested[0])
9853                 return bmap;
9854
9855         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9856         if (!bmap)
9857                 return NULL;
9858
9859         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9860         if (!bmap->dim)
9861                 goto error;
9862
9863         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9864
9865         return bmap;
9866 error:
9867         isl_basic_map_free(bmap);
9868         return NULL;
9869 }
9870
9871 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9872         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9873 {
9874         if (!bmap)
9875                 return NULL;
9876
9877         if (!bmap->dim->nested[1])
9878                 return bmap;
9879
9880         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9881         if (!bmap)
9882                 return NULL;
9883
9884         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9885         if (!bmap->dim)
9886                 goto error;
9887
9888         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9889
9890         return bmap;
9891 error:
9892         isl_basic_map_free(bmap);
9893         return NULL;
9894 }
9895
9896 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9897 {
9898         int i;
9899
9900         if (!map)
9901                 return NULL;
9902
9903         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9904                 return map;
9905
9906         map = isl_map_cow(map);
9907         if (!map)
9908                 return NULL;
9909
9910         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9911                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9912                 if (!map->p[i])
9913                         goto error;
9914         }
9915         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9916         if (!map->dim)
9917                 goto error;
9918
9919         return map;
9920 error:
9921         isl_map_free(map);
9922         return NULL;
9923 }
9924
9925 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9926 {
9927         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9928 }
9929
9930 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9931 {
9932         isl_space *dim, *flat_dim;
9933         isl_map *map;
9934
9935         dim = isl_set_get_space(set);
9936         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9937         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9938         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9939
9940         return map;
9941 }
9942
9943 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9944 {
9945         int i;
9946
9947         if (!map)
9948                 return NULL;
9949
9950         if (!map->dim->nested[0])
9951                 return map;
9952
9953         map = isl_map_cow(map);
9954         if (!map)
9955                 return NULL;
9956
9957         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9958                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9959                 if (!map->p[i])
9960                         goto error;
9961         }
9962         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9963         if (!map->dim)
9964                 goto error;
9965
9966         return map;
9967 error:
9968         isl_map_free(map);
9969         return NULL;
9970 }
9971
9972 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9973 {
9974         int i;
9975
9976         if (!map)
9977                 return NULL;
9978
9979         if (!map->dim->nested[1])
9980                 return map;
9981
9982         map = isl_map_cow(map);
9983         if (!map)
9984                 return NULL;
9985
9986         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9987                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9988                 if (!map->p[i])
9989                         goto error;
9990         }
9991         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9992         if (!map->dim)
9993                 goto error;
9994
9995         return map;
9996 error:
9997         isl_map_free(map);
9998         return NULL;
9999 }
10000
10001 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
10002  * and set the dimension specification to "dim".
10003  */
10004 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10005         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
10006 {
10007         isl_basic_map *res;
10008         unsigned flags;
10009
10010         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10011         if (!bmap || !dim || !dim_map)
10012                 goto error;
10013
10014         flags = bmap->flags;
10015         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
10016         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
10017         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
10018         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
10019                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
10020         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
10021         if (res)
10022                 res->flags = flags;
10023         res = isl_basic_map_finalize(res);
10024         return res;
10025 error:
10026         free(dim_map);
10027         isl_basic_map_free(bmap);
10028         isl_space_free(dim);
10029         return NULL;
10030 }
10031
10032 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10033  */
10034 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10035         __isl_take isl_reordering *r)
10036 {
10037         int i;
10038         struct isl_dim_map *dim_map;
10039
10040         map = isl_map_cow(map);
10041         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10042         if (!map || !r || !dim_map)
10043                 goto error;
10044
10045         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10046                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10047
10048                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10049
10050                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10051                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10052
10053                 if (!map->p[i])
10054                         goto error;
10055         }
10056
10057         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10058
10059         isl_reordering_free(r);
10060         free(dim_map);
10061         return map;
10062 error:
10063         free(dim_map);
10064         isl_map_free(map);
10065         isl_reordering_free(r);
10066         return NULL;
10067 }
10068
10069 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10070         __isl_take isl_reordering *r)
10071 {
10072         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10073 }
10074
10075 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10076         __isl_take isl_space *model)
10077 {
10078         isl_ctx *ctx;
10079
10080         if (!map || !model)
10081                 goto error;
10082
10083         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10084         if (!isl_space_has_named_params(model))
10085                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10086                         "model has unnamed parameters", goto error);
10087         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10088                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10089                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10090         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10091                 isl_reordering *exp;
10092
10093                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10094                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10095                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10096                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10097                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10098                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10099                 map = isl_map_realign(map, exp);
10100         }
10101
10102         isl_space_free(model);
10103         return map;
10104 error:
10105         isl_space_free(model);
10106         isl_map_free(map);
10107         return NULL;
10108 }
10109
10110 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10111         __isl_take isl_space *model)
10112 {
10113         return isl_map_align_params(set, model);
10114 }
10115
10116 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10117  * additional parameters if needed.
10118  */
10119 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10120         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10121 {
10122         isl_ctx *ctx;
10123
10124         if (!bmap || !model)
10125                 goto error;
10126
10127         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10128         if (!isl_space_has_named_params(model))
10129                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10130                         "model has unnamed parameters", goto error);
10131         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10132                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10133                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10134         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10135                 isl_reordering *exp;
10136                 struct isl_dim_map *dim_map;
10137
10138                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10139                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10140                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10141                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10142                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10143                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10144                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10145                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10146                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10147                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10148                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10149                 isl_reordering_free(exp);
10150                 free(dim_map);
10151         }
10152
10153         isl_space_free(model);
10154         return bmap;
10155 error:
10156         isl_space_free(model);
10157         isl_basic_map_free(bmap);
10158         return NULL;
10159 }
10160
10161 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10162  * additional parameters if needed.
10163  */
10164 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10165         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10166 {
10167         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10168 }
10169
10170 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10171                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10172                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10173                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10174 {
10175         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10176         struct isl_mat *mat;
10177         int i, j, k;
10178         int pos;
10179
10180         if (!bmap)
10181                 return NULL;
10182         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10183                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10184         if (!mat)
10185                 return NULL;
10186         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10187                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10188                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10189                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10190                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10191                                             bmap->eq[i][off + k]);
10192                                 ++pos;
10193                         }
10194                 }
10195
10196         return mat;
10197 }
10198
10199 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10200                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10201                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10202                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10203 {
10204         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10205         struct isl_mat *mat;
10206         int i, j, k;
10207         int pos;
10208
10209         if (!bmap)
10210                 return NULL;
10211         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10212                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10213         if (!mat)
10214                 return NULL;
10215         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10216                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10217                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10218                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10219                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10220                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10221                                 ++pos;
10222                         }
10223                 }
10224
10225         return mat;
10226 }
10227
10228 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10229         __isl_take isl_space *dim,
10230         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10231         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10232         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10233 {
10234         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10235         isl_basic_map *bmap;
10236         unsigned total;
10237         unsigned extra;
10238         int i, j, k, l;
10239         int pos;
10240
10241         if (!dim || !eq || !ineq)
10242                 goto error;
10243
10244         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10245                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10246                         "equalities and inequalities matrices should have "
10247                         "same number of columns", goto error);
10248
10249         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10250
10251         if (eq->n_col < total)
10252                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10253                         "number of columns too small", goto error);
10254
10255         extra = eq->n_col - total;
10256
10257         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10258                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10259         if (!bmap)
10260                 goto error;
10261         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10262                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10263                 if (k < 0)
10264                         goto error;
10265                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10266         }
10267         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10268                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10269                 if (l < 0)
10270                         goto error;
10271                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10272                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10273                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10274                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10275                                             eq->row[i][pos]);
10276                                 ++pos;
10277                         }
10278                 }
10279         }
10280         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10281                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10282                 if (l < 0)
10283                         goto error;
10284                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10285                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10286                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10287                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10288                                             ineq->row[i][pos]);
10289                                 ++pos;
10290                         }
10291                 }
10292         }
10293
10294         isl_space_free(dim);
10295         isl_mat_free(eq);
10296         isl_mat_free(ineq);
10297
10298         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10299         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10300 error:
10301         isl_space_free(dim);
10302         isl_mat_free(eq);
10303         isl_mat_free(ineq);
10304         return NULL;
10305 }
10306
10307 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10308         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10309         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10310 {
10311         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10312                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10313 }
10314
10315 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10316         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10317         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10318 {
10319         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10320                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10321 }
10322
10323 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10324         __isl_take isl_space *dim,
10325         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10326         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10327 {
10328         return (isl_basic_set*)
10329             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10330                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10331 }
10332
10333 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10334 {
10335         if (!bmap)
10336                 return -1;
10337         
10338         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10339 }
10340
10341 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10342 {
10343         if (!map)
10344                 return -1;
10345         
10346         return isl_space_can_zip(map->dim);
10347 }
10348
10349 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10350  * (A -> C) -> (B -> D).
10351  */
10352 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10353 {
10354         unsigned pos;
10355         unsigned n1;
10356         unsigned n2;
10357
10358         if (!bmap)
10359                 return NULL;
10360
10361         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10362                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10363                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10364         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10365                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10366         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10367         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10368         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10369         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10370         if (!bmap)
10371                 return NULL;
10372         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10373         if (!bmap->dim)
10374                 goto error;
10375         return bmap;
10376 error:
10377         isl_basic_map_free(bmap);
10378         return NULL;
10379 }
10380
10381 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10382  * (A -> C) -> (B -> D).
10383  */
10384 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10385 {
10386         int i;
10387
10388         if (!map)
10389                 return NULL;
10390
10391         if (!isl_map_can_zip(map))
10392                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10393                         goto error);
10394
10395         map = isl_map_cow(map);
10396         if (!map)
10397                 return NULL;
10398
10399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10400                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10401                 if (!map->p[i])
10402                         goto error;
10403         }
10404
10405         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10406         if (!map->dim)
10407                 goto error;
10408
10409         return map;
10410 error:
10411         isl_map_free(map);
10412         return NULL;
10413 }
10414
10415 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10416  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10417  */
10418 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10419 {
10420         if (!bmap)
10421                 return -1;
10422
10423         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10424 }
10425
10426 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10427  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10428  */
10429 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10430 {
10431         if (!map)
10432                 return -1;
10433
10434         return isl_space_can_curry(map->dim);
10435 }
10436
10437 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10438  * A -> (B -> C).
10439  */
10440 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10441 {
10442
10443         if (!bmap)
10444                 return NULL;
10445
10446         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10447                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10448                         "basic map cannot be curried", goto error);
10449         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10450         if (!bmap)
10451                 return NULL;
10452         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10453         if (!bmap->dim)
10454                 goto error;
10455         return bmap;
10456 error:
10457         isl_basic_map_free(bmap);
10458         return NULL;
10459 }
10460
10461 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10462  * A -> (B -> C).
10463  */
10464 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10465 {
10466         int i;
10467
10468         if (!map)
10469                 return NULL;
10470
10471         if (!isl_map_can_curry(map))
10472                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10473                         goto error);
10474
10475         map = isl_map_cow(map);
10476         if (!map)
10477                 return NULL;
10478
10479         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10480                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10481                 if (!map->p[i])
10482                         goto error;
10483         }
10484
10485         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10486         if (!map->dim)
10487                 goto error;
10488
10489         return map;
10490 error:
10491         isl_map_free(map);
10492         return NULL;
10493 }
10494
10495 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10496  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10497  */
10498 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10499 {
10500         if (!bmap)
10501                 return -1;
10502
10503         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10504 }
10505
10506 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10507  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10508  */
10509 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10510 {
10511         if (!map)
10512                 return -1;
10513
10514         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10515 }
10516
10517 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10518  * (A -> B) -> C.
10519  */
10520 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10521 {
10522
10523         if (!bmap)
10524                 return NULL;
10525
10526         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10527                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10528                         "basic map cannot be uncurried",
10529                         return isl_basic_map_free(bmap));
10530         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10531         if (!bmap)
10532                 return NULL;
10533         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10534         if (!bmap->dim)
10535                 return isl_basic_map_free(bmap);
10536         return bmap;
10537 }
10538
10539 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10540  * (A -> B) -> C.
10541  */
10542 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10543 {
10544         int i;
10545
10546         if (!map)
10547                 return NULL;
10548
10549         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10550                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10551                         return isl_map_free(map));
10552
10553         map = isl_map_cow(map);
10554         if (!map)
10555                 return NULL;
10556
10557         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10558                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10559                 if (!map->p[i])
10560                         return isl_map_free(map);
10561         }
10562
10563         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10564         if (!map->dim)
10565                 return isl_map_free(map);
10566
10567         return map;
10568 }
10569
10570 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10571  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10572  */
10573 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10574 {
10575         int k;
10576         int pos;
10577         isl_local_space *ls;
10578         isl_basic_map *bmap;
10579
10580         if (!aff)
10581                 return NULL;
10582
10583         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10584         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10585         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10586         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10587         if (k < 0)
10588                 goto error;
10589
10590         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10591         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10592         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10593         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10594                     aff->v->size - (pos + 1));
10595
10596         isl_aff_free(aff);
10597         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10598         return bmap;
10599 error:
10600         isl_aff_free(aff);
10601         isl_basic_map_free(bmap);
10602         return NULL;
10603 }
10604
10605 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10606  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10607  */
10608 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10609 {
10610         isl_basic_map *bmap;
10611
10612         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10613         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10614 }
10615
10616 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10617  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10618  * corresponding affine expression.
10619  */
10620 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10621         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10622 {
10623         int i;
10624         isl_space *space;
10625         isl_basic_map *bmap;
10626
10627         if (!maff)
10628                 return NULL;
10629
10630         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10631                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10632                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10633
10634         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10635         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10636
10637         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10638                 isl_aff *aff;
10639                 isl_basic_map *bmap_i;
10640
10641                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10642                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10643
10644                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10645         }
10646
10647         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10648
10649         isl_multi_aff_free(maff);
10650         return bmap;
10651 }
10652
10653 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10654  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10655  * corresponding affine expression.
10656  */
10657 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10658 {
10659         isl_basic_map *bmap;
10660
10661         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10662         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10663 }
10664
10665 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10666  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10667  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10668  * corresponding affine expression.
10669  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10670  * domain_dim.
10671  */
10672 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10673         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10674 {
10675         int i;
10676         isl_space *dim;
10677         isl_basic_map *bmap;
10678
10679         if (!list)
10680                 return NULL;
10681
10682         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10683         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10684
10685         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10686                 isl_aff *aff;
10687                 isl_basic_map *bmap_i;
10688
10689                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10690                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10691
10692                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10693         }
10694
10695         isl_aff_list_free(list);
10696         return bmap;
10697 }
10698
10699 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10700         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10701 {
10702         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10703 }
10704
10705 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10706  */
10707 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
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 (!space)
10714                 return NULL;
10715
10716         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10717                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10718                         "index out of bounds", goto error);
10719         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10720                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10721                         "index out of bounds", goto error);
10722
10723         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10724                 return isl_basic_map_universe(space);
10725
10726         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10727         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10728         if (i < 0)
10729                 goto error;
10730         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10731         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10732         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10733         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10734         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10735         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10736         isl_space_free(space);
10737         return bmap;
10738 error:
10739         isl_space_free(space);
10740         isl_basic_map_free(bmap);
10741         return NULL;
10742 }
10743
10744 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10745  */
10746 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10747         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10748 {
10749         isl_basic_map *eq;
10750
10751         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10752
10753         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10754
10755         return bmap;
10756 }
10757
10758 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10759  */
10760 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10761         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10762 {
10763         isl_basic_map *bmap;
10764
10765         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10766
10767         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10768
10769         return map;
10770 }
10771
10772 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10773  */
10774 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10775         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10776 {
10777         isl_basic_map *bmap = NULL;
10778         int i;
10779
10780         if (!map)
10781                 return NULL;
10782
10783         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10784                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10785                         "index out of bounds", goto error);
10786         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10787                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10788                         "index out of bounds", goto error);
10789
10790         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10791         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10792         if (i < 0)
10793                 goto error;
10794         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10795         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10796         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10797         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10798         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10799         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10800
10801         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10802
10803         return map;
10804 error:
10805         isl_basic_map_free(bmap);
10806         isl_map_free(map);
10807         return NULL;
10808 }
10809
10810 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10811  * greater than or equal to that of the second.
10812  */
10813 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10814         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10815 {
10816         isl_constraint *c;
10817         isl_local_space *ls;
10818
10819         if (!bmap)
10820                 return NULL;
10821
10822         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10823                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10824                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10825         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10826                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10827                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10828
10829         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10830                 return bmap;
10831
10832         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10833         c = isl_inequality_alloc(ls);
10834         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10835         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10836         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10837
10838         return bmap;
10839 }
10840
10841 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10842  * greater than that of the second.
10843  */
10844 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10845         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10846 {
10847         isl_basic_map *bmap = NULL;
10848         int i;
10849
10850         if (!map)
10851                 return NULL;
10852
10853         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10854                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10855                         "index out of bounds", goto error);
10856         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10857                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10858                         "index out of bounds", goto error);
10859
10860         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10861                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10862                 isl_map_free(map);
10863                 return isl_map_empty(space);
10864         }
10865
10866         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10867         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10868         if (i < 0)
10869                 goto error;
10870         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10871         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10872         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10873         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10874         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10875         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10876         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10877
10878         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10879
10880         return map;
10881 error:
10882         isl_basic_map_free(bmap);
10883         isl_map_free(map);
10884         return NULL;
10885 }
10886
10887 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10888  * smaller than that of the second.
10889  */
10890 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10891         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10892 {
10893         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10894 }
10895
10896 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10897         int pos)
10898 {
10899         isl_aff *div;
10900         isl_local_space *ls;
10901
10902         if (!bmap)
10903                 return NULL;
10904
10905         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10906                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10907                         "some divs are unknown", return NULL);
10908
10909         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10910         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10911         isl_local_space_free(ls);
10912
10913         return div;
10914 }
10915
10916 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10917         int pos)
10918 {
10919         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10920 }
10921
10922 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10923  *
10924  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10925  *
10926  *      f/d
10927  *
10928  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10929  *
10930  *      floor((a i + g)/m)
10931  *
10932  * is replaced by
10933  *
10934  *      floor((a f + d g)/(m d))
10935  *
10936  * Constraints of the form
10937  *
10938  *      a i + g
10939  *
10940  * are replaced by
10941  *
10942  *      a f + d g
10943  *
10944  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10945  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10946  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10947  */
10948 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10949         __isl_take isl_basic_set *bset,
10950         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10951 {
10952         int i;
10953         isl_int v;
10954         isl_ctx *ctx;
10955
10956         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10957                 return bset;
10958
10959         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10960         if (!bset || !subs)
10961                 goto error;
10962
10963         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10964         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10965                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10966                         "spaces don't match", goto error);
10967         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10968                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10969                         "cannot handle divs yet", goto error);
10970         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10971                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10972                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10973
10974         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10975
10976         isl_int_init(v);
10977
10978         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10979                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10980                         continue;
10981                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10982                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10983                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10984                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10985         }
10986
10987         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10988                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10989                         continue;
10990                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10991                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10992                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10993                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10994         }
10995
10996         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10997                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10998                         continue;
10999                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
11000                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
11001                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
11002                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
11003                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11004                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
11005         }
11006
11007         isl_int_clear(v);
11008
11009         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
11010         return isl_basic_set_finalize(bset);
11011 error:
11012         isl_basic_set_free(bset);
11013         return NULL;
11014 }
11015
11016 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
11017  */
11018 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
11019         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11020 {
11021         int i;
11022
11023         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
11024                 return set;
11025
11026         set = isl_set_cow(set);
11027         if (!set || !subs)
11028                 goto error;
11029
11030         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11031                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11032                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11033                         goto error;
11034         }
11035
11036         return set;
11037 error:
11038         isl_set_free(set);
11039         return NULL;
11040 }
11041
11042 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
11043  * Return -1 if anything is wrong.
11044  */
11045 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
11046         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11047 {
11048         int m;
11049         isl_space *ma_space;
11050
11051         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11052         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
11053         isl_space_free(ma_space);
11054         if (m >= 0 && !m)
11055                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11056                         "spaces don't match", return -1);
11057         return m;
11058 }
11059
11060 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11061  * Return -1 if anything is wrong.
11062  */
11063 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11064         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11065 {
11066         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11067 }
11068
11069 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11070  * of the other divs in "bset".
11071  */
11072 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11073         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11074 {
11075         int i;
11076         isl_local_space *ls;
11077
11078         if (n_div == 0)
11079                 return 0;
11080
11081         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11082         if (!ls)
11083                 return -1;
11084
11085         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11086                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11087                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11088                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11089                         goto error;
11090         }
11091
11092         isl_local_space_free(ls);
11093         return 0;
11094 error:
11095         isl_local_space_free(ls);
11096         return -1;
11097 }
11098
11099 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11100  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11101  * different from one?
11102  */
11103 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11104 {
11105         int i;
11106         int strides = 0;
11107
11108         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11109                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11110                         strides++;
11111
11112         return strides;
11113 }
11114
11115 /* For each affine expression in ma of the form
11116  *
11117  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11118  *
11119  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11120  * of the form
11121  *
11122  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11123  *
11124  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11125  */
11126 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11127         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11128 {
11129         int i, k;
11130         int div;
11131         int total;
11132
11133         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11134         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11135                 int len;
11136
11137                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11138                         continue;
11139                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11140                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11141                 if (div < 0 || k < 0)
11142                         goto error;
11143                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11144                 len = ma->p[i]->v->size;
11145                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11146                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11147                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11148                 total++;
11149         }
11150
11151         return bset;
11152 error:
11153         isl_basic_set_free(bset);
11154         return NULL;
11155 }
11156
11157 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11158  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11159  * that lives in the domain space of "ma".
11160  *
11161  * If bset is represented by
11162  *
11163  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11164  *
11165  * and ma is represented by
11166  *
11167  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11168  *
11169  * then the result is
11170  *
11171  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11172  *
11173  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11174  * In particular
11175  *
11176  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11177  *
11178  * becomes
11179  *
11180  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11181  *
11182  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11183  *
11184  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11185  *
11186  * the additional constraints are added to ensure that we only
11187  * map back integer points.  That is we enforce
11188  *
11189  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11190  *
11191  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11192  *
11193  * We first copy over the divs from "ma".
11194  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11195  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11196  */
11197 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11198         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11199 {
11200         int i, k;
11201         isl_space *space;
11202         isl_basic_set *res = NULL;
11203         int n_div_bset, n_div_ma;
11204         isl_int f, c1, c2, g;
11205         int rational, strides;
11206
11207         isl_int_init(f);
11208         isl_int_init(c1);
11209         isl_int_init(c2);
11210         isl_int_init(g);
11211
11212         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11213         if (!bset || !ma)
11214                 goto error;
11215         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11216                 goto error;
11217
11218         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11219         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11220
11221         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11222         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11223         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11224         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11225                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11226         if (rational)
11227                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11228
11229         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11230                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11231                         goto error;
11232
11233         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11234                 goto error;
11235
11236         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11237                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11238                 if (k < 0)
11239                         goto error;
11240                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11241                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11242         }
11243
11244         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11245                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11246                 if (k < 0)
11247                         goto error;
11248                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11249                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11250         }
11251
11252         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11253                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11254                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11255                         continue;
11256                 }
11257                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11258                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11259         }
11260
11261         if (strides)
11262                 res = add_ma_strides(res, ma);
11263
11264         isl_int_clear(f);
11265         isl_int_clear(c1);
11266         isl_int_clear(c2);
11267         isl_int_clear(g);
11268         isl_basic_set_free(bset);
11269         isl_multi_aff_free(ma);
11270         res = isl_basic_set_simplify(res);
11271         return isl_basic_set_finalize(res);
11272 error:
11273         isl_int_clear(f);
11274         isl_int_clear(c1);
11275         isl_int_clear(c2);
11276         isl_int_clear(g);
11277         isl_basic_set_free(bset);
11278         isl_multi_aff_free(ma);
11279         isl_basic_set_free(res);
11280         return NULL;
11281 }
11282
11283 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11284  * Return -1 if anything is wrong.
11285  */
11286 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11287         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11288 {
11289         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11290 }
11291
11292 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11293  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11294  * that lives in the domain space of "ma".
11295  */
11296 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11297         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11298 {
11299         int i;
11300
11301         set = isl_set_cow(set);
11302         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11303         if (!set || !ma)
11304                 goto error;
11305         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11306                 goto error;
11307
11308         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11309                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11310                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11311                 if (!set->p[i])
11312                         goto error;
11313         }
11314
11315         isl_space_free(set->dim);
11316         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11317         if (!set->dim)
11318                 goto error;
11319
11320         isl_multi_aff_free(ma);
11321         if (set->n > 1)
11322                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11323         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11324         return set;
11325 error:
11326         isl_multi_aff_free(ma);
11327         isl_set_free(set);
11328         return NULL;
11329 }
11330
11331 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11332         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11333 {
11334         if (!set || !ma)
11335                 goto error;
11336
11337         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11338                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11339
11340         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11341             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11342                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11343                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11344         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11345         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11346
11347         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11348 error:
11349         isl_multi_aff_free(ma);
11350         return isl_set_free(set);
11351 }
11352
11353 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11354  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11355  * that lives in the domain space of "pma".
11356  */
11357 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11358         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11359 {
11360         int i;
11361         isl_set *res;
11362
11363         if (!pma)
11364                 goto error;
11365
11366         if (pma->n == 0) {
11367                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11368                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11369                 isl_set_free(set);
11370                 return res;
11371         }
11372
11373         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11374                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11375         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11376
11377         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11378                 isl_set *res_i;
11379
11380                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11381                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11382                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11383                 res = isl_set_union(res, res_i);
11384         }
11385
11386         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11387         isl_set_free(set);
11388         return res;
11389 error:
11390         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11391         isl_set_free(set);
11392         return NULL;
11393 }
11394
11395 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11396         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11397 {
11398         if (!set || !pma)
11399                 goto error;
11400
11401         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11402                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11403
11404         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11405             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11406                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11407                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11408         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11409         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11410
11411         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11412 error:
11413         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11414         return isl_set_free(set);
11415 }