isl_map.c: map_intersect_internal: plug memory leak on error path
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the MIT license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1149                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1150 {
1151         isl_int *t;
1152
1153         t = bmap->ineq[pos];
1154         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1155         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1156         bmap->eq[-1] = t;
1157         bmap->n_eq++;
1158         bmap->n_ineq--;
1159         bmap->eq--;
1160         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1161         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1162         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1163         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1164 }
1165
1166 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1167 {
1168         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1169 }
1170
1171 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1172 {
1173         struct isl_ctx *ctx;
1174         if (!bmap)
1175                 return -1;
1176         ctx = bmap->ctx;
1177         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1179         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1180         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1181         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1182         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1183                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1184                       bmap->extra - bmap->n_div);
1185         return bmap->n_ineq++;
1186 }
1187
1188 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1189 {
1190         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1191 }
1192
1193 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1194 {
1195         if (!bmap)
1196                 return -1;
1197         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1198         bmap->n_ineq -= n;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1203 {
1204         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1208 {
1209         isl_int *t;
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1213
1214         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1215                 t = bmap->ineq[pos];
1216                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1217                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1218                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1219         }
1220         bmap->n_ineq--;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1225 {
1226         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1227 }
1228
1229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1230         isl_int *eq)
1231 {
1232         int k;
1233
1234         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1235         if (!bmap)
1236                 return NULL;
1237         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1238         if (k < 0)
1239                 goto error;
1240         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1241         return bmap;
1242 error:
1243         isl_basic_map_free(bmap);
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1248         isl_int *eq)
1249 {
1250         return (isl_basic_set *)
1251                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1255         isl_int *ineq)
1256 {
1257         int k;
1258
1259         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1260         if (!bmap)
1261                 return NULL;
1262         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1263         if (k < 0)
1264                 goto error;
1265         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1266         return bmap;
1267 error:
1268         isl_basic_map_free(bmap);
1269         return NULL;
1270 }
1271
1272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1273         isl_int *ineq)
1274 {
1275         return (isl_basic_set *)
1276                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1277 }
1278
1279 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1280 {
1281         if (!bmap)
1282                 return -1;
1283         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1284         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1285                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1286                       bmap->extra - bmap->n_div);
1287         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1288         return bmap->n_div++;
1289 }
1290
1291 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1292 {
1293         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1294 }
1295
1296 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1297 {
1298         if (!bmap)
1299                 return -1;
1300         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1301         bmap->n_div -= n;
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1306 {
1307         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1308 }
1309
1310 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1311  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1312  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1313  * variables.
1314  */
1315 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1316                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1317                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1318 {
1319         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1320         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1321         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1322         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1323         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1324         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1325         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1326         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1327         if (dst_nparam > src_nparam)
1328                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1329                                 dst_nparam - src_nparam);
1330         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1331         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1332                     src+1+src_nparam,
1333                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1334         if (dst_in-in_off > src_in)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1336                                 dst_in - in_off - src_in);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1339                     src+1+src_nparam+src_in,
1340                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1341         if (dst_out-out_off > src_out)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1343                                 dst_out - out_off - src_out);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1347                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1348         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1350                                 div_off+src_map->n_div,
1351                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1352 }
1353
1354 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1355                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1356                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1357 {
1358         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1359         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1360 }
1361
1362 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1363                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1364 {
1365         int i;
1366         unsigned div_off;
1367
1368         if (!bmap1 || !bmap2)
1369                 goto error;
1370
1371         div_off = bmap1->n_div;
1372
1373         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1374                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1375                 if (i1 < 0)
1376                         goto error;
1377                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1378                                 i_pos, o_pos, div_off);
1379         }
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1394                          i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         isl_basic_map_free(bmap2);
1398
1399         return bmap1;
1400
1401 error:
1402         isl_basic_map_free(bmap1);
1403         isl_basic_map_free(bmap2);
1404         return NULL;
1405 }
1406
1407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1408                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1409 {
1410         return (struct isl_basic_set *)
1411                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1412                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1416                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *ext;
1420         unsigned flags;
1421         int dims_ok;
1422
1423         if (!dim)
1424                 goto error;
1425
1426         if (!base)
1427                 goto error;
1428
1429         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1430                   base->extra >= base->n_div + extra;
1431
1432         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1433                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1434                 isl_space_free(dim);
1435                 return base;
1436         }
1437
1438         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1439         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1440         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1441         extra += base->extra;
1442         n_eq += base->n_eq;
1443         n_ineq += base->n_ineq;
1444
1445         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1446         dim = NULL;
1447         if (!ext)
1448                 goto error;
1449
1450         if (dims_ok)
1451                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1452         flags = base->flags;
1453         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1454         if (ext) {
1455                 ext->flags = flags;
1456                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1457         }
1458
1459         return ext;
1460
1461 error:
1462         isl_space_free(dim);
1463         isl_basic_map_free(base);
1464         return NULL;
1465 }
1466
1467 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1468                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1469                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1470 {
1471         return (struct isl_basic_set *)
1472                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1473                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1474 }
1475
1476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1477                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         if (!base)
1480                 return NULL;
1481         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1482                                         0, n_eq, n_ineq);
1483 }
1484
1485 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1486                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1487                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1488 {
1489         struct isl_basic_map *bmap;
1490         isl_space *dim;
1491
1492         if (!base)
1493                 return NULL;
1494         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1495         if (!dim)
1496                 goto error;
1497
1498         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1499         return bmap;
1500 error:
1501         isl_basic_map_free(base);
1502         return NULL;
1503 }
1504
1505 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1506                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1507                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1508 {
1509         return (struct isl_basic_set *)
1510                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1511                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1512 }
1513
1514 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1515                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1519                                                     n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1526 }
1527
1528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1529 {
1530         if (!bmap)
1531                 return NULL;
1532
1533         if (bmap->ref > 1) {
1534                 bmap->ref--;
1535                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1536         }
1537         if (bmap)
1538                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1539         return bmap;
1540 }
1541
1542 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1543 {
1544         if (!set)
1545                 return NULL;
1546
1547         if (set->ref == 1)
1548                 return set;
1549         set->ref--;
1550         return isl_set_dup(set);
1551 }
1552
1553 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1554 {
1555         if (!map)
1556                 return NULL;
1557
1558         if (map->ref == 1)
1559                 return map;
1560         map->ref--;
1561         return isl_map_dup(map);
1562 }
1563
1564 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1565                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1566 {
1567         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1568         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1569         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1570 }
1571
1572 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1573         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1574 {
1575         int i;
1576         struct isl_blk blk;
1577
1578         if (!bmap)
1579                 goto error;
1580
1581         isl_assert(bmap->ctx,
1582                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1583
1584         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1585                 return bmap;
1586
1587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1588         if (!bmap)
1589                 return NULL;
1590
1591         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1592         if (isl_blk_is_error(blk))
1593                 goto error;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 swap_vars(blk,
1597                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1598
1599         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1600                 swap_vars(blk,
1601                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1606
1607         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1608
1609         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1610         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1612 error:
1613         isl_basic_map_free(bmap);
1614         return NULL;
1615 }
1616
1617 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1618         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1619 {
1620         unsigned dim;
1621         unsigned nparam;
1622
1623         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1624         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1625         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1626
1627         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1628 error:
1629         isl_basic_set_free(bset);
1630         return NULL;
1631 }
1632
1633 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1634 {
1635         int i = 0;
1636         unsigned total;
1637         if (!bmap)
1638                 goto error;
1639         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1640         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1641         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1642         if (bmap->n_eq > 0)
1643                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1644         else {
1645                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1646                 if (i < 0)
1647                         goto error;
1648         }
1649         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1650         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1651         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1652         isl_vec_free(bmap->sample);
1653         bmap->sample = NULL;
1654         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1655 error:
1656         isl_basic_map_free(bmap);
1657         return NULL;
1658 }
1659
1660 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1661 {
1662         return (struct isl_basic_set *)
1663                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1664 }
1665
1666 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1667 {
1668         int i;
1669         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1670         isl_int *t = bmap->div[a];
1671         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1672         bmap->div[b] = t;
1673
1674         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1675                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1676
1677         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1678                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1679
1680         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1681                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1682         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1683 }
1684
1685 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1686  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1687  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1688  */
1689 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1690         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1691 {
1692         int i;
1693
1694         if (!map)
1695                 return NULL;
1696         if (n == 0)
1697                 return map;
1698
1699         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1700                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1701                         "index out of bounds", goto error);
1702
1703         map = isl_map_cow(map);
1704         if (!map)
1705                 return NULL;
1706
1707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1708                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1709                 if (!map->p[i])
1710                         goto error;
1711         }
1712         return map;
1713 error:
1714         isl_map_free(map);
1715         return NULL;
1716 }
1717
1718 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1719  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1720  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1721  */
1722 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1723         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1724 {
1725         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1726 }
1727
1728 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1729  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1730  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1731  */
1732 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1733         unsigned first, unsigned n)
1734 {
1735         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1736 }
1737
1738 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1739         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1740 {
1741         if (!bmap)
1742                 return NULL;
1743         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1744                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1745         if (!bmap)
1746                 return NULL;
1747         bmap->n_div = 0;
1748         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1749 }
1750
1751 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1752         __isl_take isl_basic_set *bset)
1753 {
1754         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1755                         (struct isl_basic_map *)bset);
1756 }
1757
1758 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1759 {
1760         int i;
1761
1762         if (!map)
1763                 return NULL;
1764         if (map->n == 0)
1765                 return map;
1766
1767         map = isl_map_cow(map);
1768         if (!map)
1769                 return NULL;
1770         
1771         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1772                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1773                 if (!map->p[i])
1774                         goto error;
1775         }
1776         return map;
1777 error:
1778         isl_map_free(map);
1779         return NULL;
1780 }
1781
1782 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1783 {
1784         return isl_map_remove_divs(set);
1785 }
1786
1787 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1788         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1789 {
1790         if (!bmap)
1791                 return NULL;
1792         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1793                         goto error);
1794         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1795                 return bmap;
1796         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1797                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1798         if (!bmap)
1799                 return bmap;
1800         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1801                 return bmap;
1802         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1803         return bmap;
1804 error:
1805         isl_basic_map_free(bmap);
1806         return NULL;
1807 }
1808
1809 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1810  * any of the given variables.
1811  */
1812 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1813         unsigned first, unsigned n)
1814 {
1815         int i;
1816         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1817
1818         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1819                 return 0;
1820         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1821                 return 1;
1822
1823         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1824                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1825                         continue;
1826                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1827                         return 1;
1828         }
1829
1830         return 0;
1831 }
1832
1833 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1834  * based on inequality "i".
1835  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1836  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1837  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1838  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1839  *
1840  * The calling function has already checked that the inequality does not
1841  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1842  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1843  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1844  *
1845  * Let "div" be of the form
1846  *
1847  *      q = floor((a + f(x))/d)
1848  *
1849  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1850  *
1851  *      b + f(x) >= 0
1852  *
1853  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1854  * However, we allow a slightly more general form
1855  *
1856  *      b + g(x) >= 0
1857  *
1858  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1859  * divisible by d.
1860  * Rewriting this constraint as
1861  *
1862  *      0 >= -b - g(x)
1863  *
1864  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1865  *
1866  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1867  *
1868  * Taking the floor on both sides, we obtain
1869  *
1870  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1871  *
1872  * or
1873  *
1874  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1875  *
1876  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1877  *
1878  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1879  *
1880  */
1881 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1882         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1883         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1884 {
1885         int j;
1886
1887         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1888                 if (lb) {
1889                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1890                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1891                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1892                 }
1893                 if (ub) {
1894                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1895                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1896                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1897                 }
1898         }
1899         if (!lb && !ub)
1900                 return bmap;
1901
1902         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1903         if (lb) {
1904                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1905                 if (k < 0)
1906                         goto error;
1907                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1908                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1909                                         bmap->div[div][1 + j]);
1910                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1911                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1912                 }
1913                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1914         }
1915         if (ub) {
1916                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1917                 if (k < 0)
1918                         goto error;
1919                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1920                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1921                                         bmap->div[div][1 + j]);
1922                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1923                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1924                 }
1925                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1926         }
1927
1928         return bmap;
1929 error:
1930         isl_basic_map_free(bmap);
1931         return NULL;
1932 }
1933
1934 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1935  * using Fourier-Motzkin.
1936  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1937  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1938  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1939  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1940  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1941  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1942  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1943  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1944  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1945  * on "div".
1946  *
1947  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1948  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1949  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1950  * Consider, for example, the set
1951  *
1952  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1953  *
1954  * The second constraint can be rewritten as
1955  *
1956  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1957  *
1958  * from which we can derive
1959  *
1960  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1961  *
1962  * or
1963  *
1964  *      i + 2j <= 3 + 2k
1965  *
1966  * Combined with the first constraint, we obtain
1967  *
1968  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1969  *
1970  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1971  * the first constraint, we obtain
1972  *
1973  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1974  *
1975  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1976  *
1977  *      k >= -2
1978  */
1979 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1980         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1981 {
1982         int i;
1983         int check_lb, check_ub;
1984         isl_int v;
1985         unsigned total;
1986
1987         if (!bmap)
1988                 return NULL;
1989
1990         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1991                 return bmap;
1992
1993         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1994
1995         check_lb = 0;
1996         check_ub = 0;
1997         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1998                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1999                 if (s > 0)
2000                         check_ub = 1;
2001                 if (s < 0)
2002                         check_lb = 1;
2003         }
2004
2005         if (!check_lb && !check_ub)
2006                 return bmap;
2007
2008         isl_int_init(v);
2009
2010         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2011                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2012                         continue;
2013
2014                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2015                                                         check_lb, check_ub);
2016         }
2017
2018         isl_int_clear(v);
2019
2020         return bmap;
2021 }
2022
2023 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2024  * in their definitions.
2025  */
2026 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2027         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2028         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2029 {
2030         int i;
2031
2032         if (!bmap)
2033                 return NULL;
2034         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2035                         goto error);
2036         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2037
2038         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2039                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2040                         continue;
2041                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2042                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2043                 if (!bmap)
2044                         return NULL;
2045                 i = bmap->n_div;
2046         }
2047
2048         return bmap;
2049 error:
2050         isl_basic_map_free(bmap);
2051         return NULL;
2052 }
2053
2054 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2055         __isl_take isl_basic_set *bset,
2056         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2057 {
2058         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2059 }
2060
2061 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2062         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2063 {
2064         int i;
2065
2066         if (!map)
2067                 return NULL;
2068         if (map->n == 0)
2069                 return map;
2070
2071         map = isl_map_cow(map);
2072         if (!map)
2073                 return NULL;
2074
2075         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2076                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2077                                                                 type, first, n);
2078                 if (!map->p[i])
2079                         goto error;
2080         }
2081         return map;
2082 error:
2083         isl_map_free(map);
2084         return NULL;
2085 }
2086
2087 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2088         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2089 {
2090         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2091                                                               type, first, n);
2092 }
2093
2094 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2095  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2096  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2097  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2098  * div.
2099  */
2100 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2101         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2102 {
2103         int i;
2104
2105         if (!bmap)
2106                 return -1;
2107
2108         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2109                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2110                         "index out of bounds", return -1);
2111
2112         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2113         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2114                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2115                         return 1;
2116         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2117                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2118                         return 1;
2119         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2120                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2121                         continue;
2122                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2123                         return 1;
2124         }
2125
2126         return 0;
2127 }
2128
2129 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2130         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2131 {
2132         int i;
2133
2134         if (!map)
2135                 return -1;
2136
2137         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2138                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2139                         "index out of bounds", return -1);
2140
2141         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2142                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2143                                                             type, first, n);
2144                 if (involves < 0 || involves)
2145                         return involves;
2146         }
2147
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2152         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2153 {
2154         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2155 }
2156
2157 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2158         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2159 {
2160         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2161 }
2162
2163 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2164  * on unknown divs.
2165  */
2166 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2167 {
2168         int i;
2169         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2170
2171         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2172                 return 1;
2173
2174         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2175                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2176                         continue;
2177                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2178                         return 1;
2179         }
2180
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2185  */
2186 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2187         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2188 {
2189         int i;
2190
2191         if (!bmap)
2192                 return NULL;
2193
2194         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2195                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2196                         continue;
2197                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2198                 if (!bmap)
2199                         return NULL;
2200                 i = bmap->n_div;
2201         }
2202
2203         return bmap;
2204 }
2205
2206 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2207  */
2208 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2209         __isl_take isl_basic_set *bset)
2210 {
2211         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2212 }
2213
2214 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2215 {
2216         int i;
2217
2218         if (!map)
2219                 return NULL;
2220         if (map->n == 0)
2221                 return map;
2222
2223         map = isl_map_cow(map);
2224         if (!map)
2225                 return NULL;
2226
2227         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2228                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2229                 if (!map->p[i])
2230                         goto error;
2231         }
2232         return map;
2233 error:
2234         isl_map_free(map);
2235         return NULL;
2236 }
2237
2238 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2239 {
2240         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2241 }
2242
2243 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2244         __isl_take isl_basic_set *bset,
2245         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2246 {
2247         return (isl_basic_set *)
2248             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2249 }
2250
2251 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2252         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2253 {
2254         int i;
2255
2256         if (n == 0)
2257                 return map;
2258
2259         map = isl_map_cow(map);
2260         if (!map)
2261                 return NULL;
2262         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2263         
2264         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2265                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2266                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2267                 if (!map->p[i])
2268                         goto error;
2269         }
2270         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2271         return map;
2272 error:
2273         isl_map_free(map);
2274         return NULL;
2275 }
2276
2277 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2278         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2279 {
2280         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2281 }
2282
2283 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2284 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2285         unsigned first, unsigned n)
2286 {
2287         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2288 }
2289
2290 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2291                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2292 {
2293         const char *name;
2294         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2295         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2296         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2297         if (!pos)
2298                 isl_int_print(out, c, 0);
2299         else {
2300                 if (!isl_int_is_one(c))
2301                         isl_int_print(out, c, 0);
2302                 if (pos < 1 + nparam) {
2303                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2304                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2305                         if (name)
2306                                 fprintf(out, "%s", name);
2307                         else
2308                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2309                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2310                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2311                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2312                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2313                 else
2314                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2315         }
2316 }
2317
2318 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2319                                 int sign, FILE *out)
2320 {
2321         int i;
2322         int first;
2323         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2324         isl_int v;
2325
2326         isl_int_init(v);
2327         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2328                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2329                         continue;
2330                 if (!first)
2331                         fprintf(out, " + ");
2332                 first = 0;
2333                 isl_int_abs(v, c[i]);
2334                 dump_term(bmap, v, i, out);
2335         }
2336         isl_int_clear(v);
2337         if (first)
2338                 fprintf(out, "0");
2339 }
2340
2341 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2342                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2343 {
2344         int i;
2345
2346         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2347
2348         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2349         fprintf(out, " %s ", op);
2350         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2351
2352         fprintf(out, "\n");
2353
2354         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2355                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2356                         continue;
2357                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2358                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2359                 abort();
2360         }
2361 }
2362
2363 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2364                                 isl_int **c, unsigned n,
2365                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2366 {
2367         int i;
2368
2369         for (i = 0; i < n; ++i)
2370                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2371 }
2372
2373 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2374 {
2375         int j;
2376         int first = 1;
2377         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2378
2379         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2380                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2381                         continue;
2382                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2383                         fprintf(out, "+");
2384                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2385                 first = 0;
2386         }
2387 }
2388
2389 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2390 {
2391         int i;
2392
2393         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2394         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2395
2396         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2397                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2398                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2399                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2400                 fprintf(out, ")/");
2401                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2402                 fprintf(out, "]\n");
2403         }
2404 }
2405
2406 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2407         FILE *out, int indent)
2408 {
2409         if (!bset) {
2410                 fprintf(out, "null basic set\n");
2411                 return;
2412         }
2413
2414         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2415         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2416                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2417                         bset->extra, bset->flags);
2418         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2419 }
2420
2421 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2422         FILE *out, int indent)
2423 {
2424         if (!bmap) {
2425                 fprintf(out, "null basic map\n");
2426                 return;
2427         }
2428
2429         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2430         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2431                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2432                 bmap->ref,
2433                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2434                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2435         dump(bmap, out, indent);
2436 }
2437
2438 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2439 {
2440         unsigned total;
2441         if (!bmap)
2442                 return -1;
2443         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2444         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2445         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2446         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2447         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2448         return 0;
2449 }
2450
2451 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2452         unsigned flags)
2453 {
2454         struct isl_set *set;
2455
2456         if (!dim)
2457                 return NULL;
2458         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2459         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2460         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2461                         sizeof(struct isl_set) +
2462                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2463         if (!set)
2464                 goto error;
2465
2466         set->ctx = dim->ctx;
2467         isl_ctx_ref(set->ctx);
2468         set->ref = 1;
2469         set->size = n;
2470         set->n = 0;
2471         set->dim = dim;
2472         set->flags = flags;
2473         return set;
2474 error:
2475         isl_space_free(dim);
2476         return NULL;
2477 }
2478
2479 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2480                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2481 {
2482         struct isl_set *set;
2483         isl_space *dims;
2484
2485         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2486         if (!dims)
2487                 return NULL;
2488
2489         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2490         return set;
2491 }
2492
2493 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2494  */
2495 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2496 {
2497         int i;
2498         struct isl_map *grown = NULL;
2499
2500         if (!map)
2501                 return NULL;
2502         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2503         if (map->n + n <= map->size)
2504                 return map;
2505         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2506         if (!grown)
2507                 goto error;
2508         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2509                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2510                 if (!grown->p[i])
2511                         goto error;
2512                 grown->n++;
2513         }
2514         isl_map_free(map);
2515         return grown;
2516 error:
2517         isl_map_free(grown);
2518         isl_map_free(map);
2519         return NULL;
2520 }
2521
2522 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2523  */
2524 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2525 {
2526         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2527 }
2528
2529 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2530 {
2531         int i;
2532         struct isl_set *dup;
2533
2534         if (!set)
2535                 return NULL;
2536
2537         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2538         if (!dup)
2539                 return NULL;
2540         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2541                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2542         return dup;
2543 }
2544
2545 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2546 {
2547         return isl_map_from_basic_map(bset);
2548 }
2549
2550 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2551 {
2552         struct isl_map *map;
2553
2554         if (!bmap)
2555                 return NULL;
2556
2557         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2558         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2559 }
2560
2561 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2562                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2563 {
2564         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2565                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2566 }
2567
2568 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2569 {
2570         int i;
2571
2572         if (!set)
2573                 return NULL;
2574
2575         if (--set->ref > 0)
2576                 return NULL;
2577
2578         isl_ctx_deref(set->ctx);
2579         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2580                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2581         isl_space_free(set->dim);
2582         free(set);
2583
2584         return NULL;
2585 }
2586
2587 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2588 {
2589         int i;
2590
2591         if (!set) {
2592                 fprintf(out, "null set\n");
2593                 return;
2594         }
2595
2596         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2597         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2598                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2599                         set->flags);
2600         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2601                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2602                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2603                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2604         }
2605 }
2606
2607 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2608 {
2609         int i;
2610
2611         if (!map) {
2612                 fprintf(out, "null map\n");
2613                 return;
2614         }
2615
2616         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2617         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2618                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2619                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2620                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2621         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2622                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2623                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2624                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2625         }
2626 }
2627
2628 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2629                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2630 {
2631         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2632
2633         if (!bmap || !bset)
2634                 goto error;
2635
2636         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2637                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2638
2639         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2640                 isl_assert(bset->ctx,
2641                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2642
2643         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2644         if (!bmap)
2645                 goto error;
2646         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2647                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2648         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2649         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2650
2651         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2652         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2653 error:
2654         isl_basic_map_free(bmap);
2655         isl_basic_set_free(bset);
2656         return NULL;
2657 }
2658
2659 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2660                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2661 {
2662         struct isl_basic_map *bmap_range;
2663
2664         if (!bmap || !bset)
2665                 goto error;
2666
2667         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2668                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2669
2670         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2671                 isl_assert(bset->ctx,
2672                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2673
2674         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2675                 isl_basic_set_free(bset);
2676                 return bmap;
2677         }
2678
2679         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2680         if (!bmap)
2681                 goto error;
2682         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2683                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2684         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2685         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2686
2687         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2688         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2689 error:
2690         isl_basic_map_free(bmap);
2691         isl_basic_set_free(bset);
2692         return NULL;
2693 }
2694
2695 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2696 {
2697         int i;
2698         unsigned total;
2699         isl_int s;
2700
2701         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2702         if (total != vec->size)
2703                 return -1;
2704
2705         isl_int_init(s);
2706
2707         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2708                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2709                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2710                         isl_int_clear(s);
2711                         return 0;
2712                 }
2713         }
2714
2715         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2716                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2717                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2718                         isl_int_clear(s);
2719                         return 0;
2720                 }
2721         }
2722
2723         isl_int_clear(s);
2724
2725         return 1;
2726 }
2727
2728 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2729 {
2730         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2731 }
2732
2733 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2734                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2735 {
2736         struct isl_vec *sample = NULL;
2737
2738         if (!bmap1 || !bmap2)
2739                 goto error;
2740
2741         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2742                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2743         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2744                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2745             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2746                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2747                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2748
2749         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2750                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2751                 isl_assert(bmap1->ctx,
2752                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2753
2754         if (bmap1->sample &&
2755             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2756             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2757                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2758         else if (bmap2->sample &&
2759             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2760             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2761                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2762
2763         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2764         if (!bmap1)
2765                 goto error;
2766         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2767                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2768         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2769
2770         if (!bmap1)
2771                 isl_vec_free(sample);
2772         else if (sample) {
2773                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2774                 bmap1->sample = sample;
2775         }
2776
2777         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2778         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2779 error:
2780         if (sample)
2781                 isl_vec_free(sample);
2782         isl_basic_map_free(bmap1);
2783         isl_basic_map_free(bmap2);
2784         return NULL;
2785 }
2786
2787 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2788                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2789 {
2790         return (struct isl_basic_set *)
2791                 isl_basic_map_intersect(
2792                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2793                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2794 }
2795
2796 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2797         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2798 {
2799         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2800 }
2801
2802 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2803  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2804  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2805  * added to the other map.
2806  */
2807 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2808         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2809 {
2810         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2811         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2812         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2813         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2814
2815         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2816                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2817
2818         isl_assert(map2->ctx,
2819                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2820
2821         map1 = isl_map_cow(map1);
2822         if (!map1)
2823                 goto error;
2824         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2825                 isl_map_free(map2);
2826                 return map1;
2827         }
2828         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2829         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2830                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2831         else
2832                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2833                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2834
2835         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2836         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2837         if (!map1->p[0])
2838                 goto error;
2839
2840         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2841                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2842                 map1->n = 0;
2843         }
2844
2845         isl_map_free(map2);
2846
2847         return map1;
2848 error:
2849         isl_map_free(map1);
2850         isl_map_free(map2);
2851         return NULL;
2852 }
2853
2854 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2855  * space as map1.
2856  */
2857 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2858         __isl_take isl_map *map2)
2859 {
2860         unsigned flags = 0;
2861         isl_map *result = NULL;
2862         int i, j;
2863
2864         if (!map1 || !map2)
2865                 goto error;
2866
2867         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2868              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2869             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2870                 isl_map_free(map2);
2871                 return map1;
2872         }
2873         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2874              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2875             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2876                 isl_map_free(map1);
2877                 return map2;
2878         }
2879
2880         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2881             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2882             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2883             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2884              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2885                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2886
2887         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2888                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2889                 isl_assert(map1->ctx,
2890                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2891
2892         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2893             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2894                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2895
2896         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2897                                 map1->n * map2->n, flags);
2898         if (!result)
2899                 goto error;
2900         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2901                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2902                         struct isl_basic_map *part;
2903                         part = isl_basic_map_intersect(
2904                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2905                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2906                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2907                                 goto error;
2908                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2909                         if (!result)
2910                                 goto error;
2911                 }
2912         isl_map_free(map1);
2913         isl_map_free(map2);
2914         return result;
2915 error:
2916         isl_map_free(map1);
2917         isl_map_free(map2);
2918         isl_map_free(result);
2919         return NULL;
2920 }
2921
2922 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2923         __isl_take isl_map *map2)
2924 {
2925         if (!map1 || !map2)
2926                 goto error;
2927         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2928                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2929                         "spaces don't match", goto error);
2930         return map_intersect_internal(map1, map2);
2931 error:
2932         isl_map_free(map1);
2933         isl_map_free(map2);
2934         return NULL;
2935 }
2936
2937 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2938         __isl_take isl_map *map2)
2939 {
2940         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2941 }
2942
2943 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2944 {
2945         return (struct isl_set *)
2946                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2947                                   (struct isl_map *)set2);
2948 }
2949
2950 /* map_intersect_internal accepts intersections
2951  * with parameter domains, so we can just call that function.
2952  */
2953 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2954                 __isl_take isl_set *params)
2955 {
2956         return map_intersect_internal(map, params);
2957 }
2958
2959 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2960         __isl_take isl_map *map2)
2961 {
2962         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2963 }
2964
2965 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2966                 __isl_take isl_set *params)
2967 {
2968         return isl_map_intersect_params(set, params);
2969 }
2970
2971 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2972 {
2973         isl_space *dim;
2974         struct isl_basic_set *bset;
2975         unsigned in;
2976
2977         if (!bmap)
2978                 return NULL;
2979         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2980         if (!bmap)
2981                 return NULL;
2982         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2983         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2984         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2985         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2986         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2987 }
2988
2989 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2990         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2991 {
2992         isl_space *space;
2993
2994         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2995                 return bmap;
2996
2997         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2998         space = isl_space_reset(space, type);
2999         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3000         return bmap;
3001 }
3002
3003 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3004         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3005         unsigned pos, unsigned n)
3006 {
3007         isl_space *res_dim;
3008         struct isl_basic_map *res;
3009         struct isl_dim_map *dim_map;
3010         unsigned total, off;
3011         enum isl_dim_type t;
3012
3013         if (n == 0)
3014                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3015
3016         if (!bmap)
3017                 return NULL;
3018
3019         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3020
3021         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3022         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3023         off = 0;
3024         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3025                 if (t != type) {
3026                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3027                 } else {
3028                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3029                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3030                                                 0, pos, off);
3031                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3032                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3033                 }
3034                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3035         }
3036         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3037
3038         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3039                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3040         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3041                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3042         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3043                 isl_basic_map_free(bmap);
3044                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3045         }
3046         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3047         return isl_basic_map_finalize(res);
3048 }
3049
3050 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3051         __isl_take isl_basic_set *bset,
3052         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3053 {
3054         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3055 }
3056
3057 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3058                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3059 {
3060         if (!bmap)
3061                 return NULL;
3062         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3063                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3064 }
3065
3066 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3067                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3068 {
3069         if (!bset)
3070                 return NULL;
3071         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3072         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3073 error:
3074         isl_basic_set_free(bset);
3075         return NULL;
3076 }
3077
3078 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3079         enum isl_dim_type type)
3080 {
3081         isl_space *space;
3082
3083         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3084                 return map;
3085
3086         space = isl_map_get_space(map);
3087         space = isl_space_reset(space, type);
3088         map = isl_map_reset_space(map, space);
3089         return map;
3090 }
3091
3092 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3093                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3094 {
3095         int i;
3096
3097         if (n == 0)
3098                 return map_space_reset(map, type);
3099
3100         map = isl_map_cow(map);
3101         if (!map)
3102                 return NULL;
3103
3104         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3105         if (!map->dim)
3106                 goto error;
3107
3108         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3109                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3110                 if (!map->p[i])
3111                         goto error;
3112         }
3113
3114         return map;
3115 error:
3116         isl_map_free(map);
3117         return NULL;
3118 }
3119
3120 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3121                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3122 {
3123         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3124 }
3125
3126 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3127                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3128 {
3129         if (!map)
3130                 return NULL;
3131         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3132 }
3133
3134 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3135                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3136 {
3137         if (!set)
3138                 return NULL;
3139         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3140         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3141 error:
3142         isl_set_free(set);
3143         return NULL;
3144 }
3145
3146 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3147         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3148         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3149         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3150 {
3151         struct isl_dim_map *dim_map;
3152         struct isl_basic_map *res;
3153         enum isl_dim_type t;
3154         unsigned total, off;
3155
3156         if (!bmap)
3157                 return NULL;
3158         if (n == 0)
3159                 return bmap;
3160
3161         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3162                 goto error);
3163
3164         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3165                 return bmap;
3166
3167         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3168
3169         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3170             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3171                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3172                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3173                 if (!bmap)
3174                         return NULL;
3175
3176                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3177                                                 src_type, src_pos, n);
3178                 if (!bmap->dim)
3179                         goto error;
3180
3181                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3182
3183                 return bmap;
3184         }
3185
3186         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3187         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3188
3189         off = 0;
3190         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3191                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3192                 if (t == dst_type) {
3193                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3194                                             0, dst_pos, off);
3195                         off += dst_pos;
3196                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3197                                             src_pos, n, off);
3198                         off += n;
3199                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3200                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3201                         off += size - dst_pos;
3202                 } else if (t == src_type) {
3203                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3204                                             0, src_pos, off);
3205                         off += src_pos;
3206                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3207                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3208                         off += size - src_pos - n;
3209                 } else {
3210                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3211                         off += size;
3212                 }
3213         }
3214         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3215
3216         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3217                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3218         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3219
3220         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3221                                         src_type, src_pos, n);
3222         if (!bmap->dim)
3223                 goto error;
3224
3225         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3226         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3227         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3228
3229         return bmap;
3230 error:
3231         isl_basic_map_free(bmap);
3232         return NULL;
3233 }
3234
3235 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3236         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3237         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3238 {
3239         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3240                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3241 }
3242
3243 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3244         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3245         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3246 {
3247         if (!set)
3248                 return NULL;
3249         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3250         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3251                                         src_type, src_pos, n);
3252 error:
3253         isl_set_free(set);
3254         return NULL;
3255 }
3256
3257 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3258         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3259         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3260 {
3261         int i;
3262
3263         if (!map)
3264                 return NULL;
3265         if (n == 0)
3266                 return map;
3267
3268         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3269                 goto error);
3270
3271         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3272                 return map;
3273
3274         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3275
3276         map = isl_map_cow(map);
3277         if (!map)
3278                 return NULL;
3279
3280         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3281         if (!map->dim)
3282                 goto error;
3283
3284         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3285                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3286                                                 dst_type, dst_pos,
3287                                                 src_type, src_pos, n);
3288                 if (!map->p[i])
3289                         goto error;
3290         }
3291
3292         return map;
3293 error:
3294         isl_map_free(map);
3295         return NULL;
3296 }
3297
3298 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3299  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3300  * That's the responsibility of the caller.
3301  */
3302 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3303         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3304 {
3305         struct isl_dim_map *dim_map;
3306         struct isl_basic_map *res;
3307         enum isl_dim_type t;
3308         unsigned total, off;
3309
3310         if (!bmap)
3311                 return NULL;
3312         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3313                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3314                 return bmap;
3315
3316         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3317         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3318
3319         off = 0;
3320         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3321                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3322                 if (t == type) {
3323                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3324                                             0, first, off);
3325                         off += first;
3326                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3327                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3328                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3329                                             first + n, size - (first + n), off);
3330                         off += size - (first + n);
3331                 } else {
3332                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3333                         off += size;
3334                 }
3335         }
3336         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3337
3338         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3339                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3340         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3341         return res;
3342 }
3343
3344 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3345  * into existentially quantified variables.
3346  */
3347 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3348                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3349                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3350 {
3351         int i;
3352         size_t row_size;
3353         isl_int **new_div;
3354         isl_int *old;
3355
3356         if (n == 0)
3357                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3358
3359         if (!bmap)
3360                 return NULL;
3361
3362         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3363                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3364
3365         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3366                         goto error);
3367
3368         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3369         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3370         if (!bmap)
3371                 return NULL;
3372
3373         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3374         old = bmap->block2.data;
3375         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3376                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3377         if (!bmap->block2.data)
3378                 goto error;
3379         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3380         if (!new_div)
3381                 goto error;
3382         for (i = 0; i < n; ++i) {
3383                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3384                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3385                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3386         }
3387         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3388                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3389         free(bmap->div);
3390         bmap->div = new_div;
3391         bmap->n_div += n;
3392         bmap->extra += n;
3393
3394         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3395         if (!bmap->dim)
3396                 goto error;
3397         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3398         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3399         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3400 error:
3401         isl_basic_map_free(bmap);
3402         return NULL;
3403 }
3404
3405 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3406  * into existentially quantified variables.
3407  */
3408 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3409                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3410 {
3411         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3412                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3413 }
3414
3415 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3416  * into existentially quantified variables.
3417  */
3418 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3419                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3420 {
3421         int i;
3422
3423         if (!map)
3424                 return NULL;
3425
3426         if (n == 0)
3427                 return map_space_reset(map, type);
3428
3429         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3430
3431         map = isl_map_cow(map);
3432         if (!map)
3433                 return NULL;
3434
3435         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3436         if (!map->dim)
3437                 goto error;
3438
3439         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3440                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3441                 if (!map->p[i])
3442                         goto error;
3443         }
3444
3445         return map;
3446 error:
3447         isl_map_free(map);
3448         return NULL;
3449 }
3450
3451 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3452  * into existentially quantified variables.
3453  */
3454 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3455                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3456 {
3457         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3458 }
3459
3460 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3461 {
3462         int i, j;
3463
3464         for (i = 0; i < n; ++i) {
3465                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3466                 if (j < 0)
3467                         goto error;
3468                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3469         }
3470         return bmap;
3471 error:
3472         isl_basic_map_free(bmap);
3473         return NULL;
3474 }
3475
3476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3477                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3478 {
3479         isl_space *dim_result = NULL;
3480         struct isl_basic_map *bmap;
3481         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3482         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3483
3484         if (!bmap1 || !bmap2)
3485                 goto error;
3486
3487         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3488                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3489
3490         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3491         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3492         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3493         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3494
3495         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3496         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3497         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3498         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3499         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3500         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3501         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3502         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3503         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3504         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3505         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3506
3507         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3508                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3509                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3510                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3511         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3512         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3513         bmap = add_divs(bmap, n);
3514         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3515         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3516         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3517 error:
3518         isl_basic_map_free(bmap1);
3519         isl_basic_map_free(bmap2);
3520         return NULL;
3521 }
3522
3523 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3524                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3525 {
3526         if (!bset || !bmap)
3527                 goto error;
3528
3529         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3530                     goto error);
3531
3532         return (struct isl_basic_set *)
3533                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3534 error:
3535         isl_basic_set_free(bset);
3536         isl_basic_map_free(bmap);
3537         return NULL;
3538 }
3539
3540 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3541                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3542 {
3543         if (!bmap1 || !bmap2)
3544                 goto error;
3545
3546         isl_assert(bmap1->ctx,
3547             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3548         isl_assert(bmap1->ctx,
3549             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3550             goto error);
3551
3552         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3553         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3554         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3555 error:
3556         isl_basic_map_free(bmap1);
3557         isl_basic_map_free(bmap2);
3558         return NULL;
3559 }
3560
3561 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3562  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3563  */
3564 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3565                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3566 {
3567         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3568         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3569         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3570         int i;
3571
3572         if (!bmap1 || !bmap2)
3573                 goto error;
3574
3575         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3576                 goto error);
3577
3578         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3579         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3580         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3581
3582         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3583         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3584         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3585         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3586         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3587         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3588         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3589         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3590         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3591         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3592         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3593
3594         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3595                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3596                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3597                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3598         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3599                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3600                 if (j < 0)
3601                         goto error;
3602                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3603                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3604                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3605                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3606         }
3607         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3608         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3609         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3610
3611         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3612         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3613 error:
3614         isl_basic_map_free(bmap);
3615         isl_basic_map_free(bmap1);
3616         isl_basic_map_free(bmap2);
3617         return NULL;
3618 }
3619
3620 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3621  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3622  */
3623 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3624 {
3625         struct isl_map *result;
3626         int i, j;
3627
3628         if (!map1 || !map2)
3629                 goto error;
3630
3631         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3632
3633         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3634                                 map1->n * map2->n, 0);
3635         if (!result)
3636                 goto error;
3637         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3638                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3639                         struct isl_basic_map *part;
3640                         part = isl_basic_map_sum(
3641                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3642                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3643                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3644                                 isl_basic_map_free(part);
3645                         else
3646                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3647                         if (!result)
3648                                 goto error;
3649                 }
3650         isl_map_free(map1);
3651         isl_map_free(map2);
3652         return result;
3653 error:
3654         isl_map_free(map1);
3655         isl_map_free(map2);
3656         return NULL;
3657 }
3658
3659 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3660         __isl_take isl_set *set2)
3661 {
3662         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3663 }
3664
3665 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3666  */
3667 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3668 {
3669         int i, j;
3670         unsigned off, n;
3671
3672         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3673         if (!bmap)
3674                 return NULL;
3675
3676         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3677         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3678         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3679                 for (j = 0; j < n; ++j)
3680                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3681         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3682                 for (j = 0; j < n; ++j)
3683                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3684         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3685                 for (j = 0; j < n; ++j)
3686                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3687         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3688         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3689 }
3690
3691 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3692 {
3693         return isl_basic_map_neg(bset);
3694 }
3695
3696 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3697  */
3698 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3699 {
3700         int i;
3701
3702         map = isl_map_cow(map);
3703         if (!map)
3704                 return NULL;
3705
3706         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3707                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3708                 if (!map->p[i])
3709                         goto error;
3710         }
3711
3712         return map;
3713 error:
3714         isl_map_free(map);
3715         return NULL;
3716 }
3717
3718 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3719 {
3720         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3721 }
3722
3723 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3724  * A -> floor(f(A)/d).
3725  */
3726 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3727                 isl_int d)
3728 {
3729         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3730         struct isl_basic_map *result = NULL;
3731         struct isl_dim_map *dim_map;
3732         int i;
3733
3734         if (!bmap)
3735                 return NULL;
3736
3737         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3738         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3739         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3740
3741         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3742         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3743         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3744         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3745         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3746         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3747
3748         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3749                         bmap->n_div + n_out,
3750                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3751         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3752         result = add_divs(result, n_out);
3753         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3754                 int j;
3755                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3756                 if (j < 0)
3757                         goto error;
3758                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3759                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3760                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3761                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3762                 if (j < 0)
3763                         goto error;
3764                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3765                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3766                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3767                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3768         }
3769
3770         result = isl_basic_map_simplify(result);
3771         return isl_basic_map_finalize(result);
3772 error:
3773         isl_basic_map_free(result);
3774         return NULL;
3775 }
3776
3777 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3778  * A -> floor(f(A)/d).
3779  */
3780 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3781 {
3782         int i;
3783
3784         map = isl_map_cow(map);
3785         if (!map)
3786                 return NULL;
3787
3788         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3789         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3790         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3791                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3792                 if (!map->p[i])
3793                         goto error;
3794         }
3795
3796         return map;
3797 error:
3798         isl_map_free(map);
3799         return NULL;
3800 }
3801
3802 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3803 {
3804         int i;
3805         unsigned nparam;
3806         unsigned n_in;
3807
3808         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3809         if (i < 0)
3810                 goto error;
3811         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3812         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3813         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3814         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3815         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3816         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3817 error:
3818         isl_basic_map_free(bmap);
3819         return NULL;
3820 }
3821
3822 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3823  */
3824 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3825 {
3826         int i;
3827         unsigned nparam;
3828         unsigned n_in;
3829
3830         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3831         if (i < 0)
3832                 goto error;
3833         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3834         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3835         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3836         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3837         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3838         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3839         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3840 error:
3841         isl_basic_map_free(bmap);
3842         return NULL;
3843 }
3844
3845 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3846  */
3847 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3848         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3849 {
3850         int i;
3851         unsigned nparam;
3852         unsigned n_in;
3853
3854         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3855         if (i < 0)
3856                 goto error;
3857         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3858         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3859         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3860         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3861         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3862         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3863 error:
3864         isl_basic_map_free(bmap);
3865         return NULL;
3866 }
3867
3868 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3869  */
3870 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3871 {
3872         int i;
3873         unsigned nparam;
3874         unsigned n_in;
3875
3876         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3877         if (i < 0)
3878                 goto error;
3879         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3880         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3881         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3882         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3883         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3884         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3885         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3886 error:
3887         isl_basic_map_free(bmap);
3888         return NULL;
3889 }
3890
3891 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3892  */
3893 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3894         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3895 {
3896         int i;
3897         unsigned nparam;
3898         unsigned n_in;
3899
3900         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3901         if (i < 0)
3902                 goto error;
3903         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3904         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3905         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3906         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3907         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3908         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3909 error:
3910         isl_basic_map_free(bmap);
3911         return NULL;
3912 }
3913
3914 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3915         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3916 {
3917         int i;
3918         struct isl_basic_map *bmap;
3919         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3920         if (!bmap)
3921                 return NULL;
3922         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3923                 bmap = var_equal(bmap, i);
3924         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3925 }
3926
3927 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3928  */
3929 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3930         unsigned pos)
3931 {
3932         int i;
3933         struct isl_basic_map *bmap;
3934         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3935         if (!bmap)
3936                 return NULL;
3937         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3938                 bmap = var_equal(bmap, i);
3939         if (bmap)
3940                 bmap = var_less(bmap, pos);
3941         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3942 }
3943
3944 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3945  */
3946 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3947         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3948 {
3949         int i;
3950         isl_basic_map *bmap;
3951
3952         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3953         for (i = 0; i < pos; ++i)
3954                 bmap = var_equal(bmap, i);
3955         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3956         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3957 }
3958
3959 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3960  */
3961 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3962         unsigned pos)
3963 {
3964         int i;
3965         struct isl_basic_map *bmap;
3966         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3967         if (!bmap)
3968                 return NULL;
3969         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3970                 bmap = var_equal(bmap, i);
3971         if (bmap)
3972                 bmap = var_more(bmap, pos);
3973         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3974 }
3975
3976 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3977  */
3978 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3979         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3980 {
3981         int i;
3982         isl_basic_map *bmap;
3983
3984         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3985         for (i = 0; i < pos; ++i)
3986                 bmap = var_equal(bmap, i);
3987         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3988         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3989 }
3990
3991 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3992         unsigned n, int equal)
3993 {
3994         struct isl_map *map;
3995         int i;
3996
3997         if (n == 0 && equal)
3998                 return isl_map_universe(dims);
3999
4000         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4001
4002         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4003                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4004                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4005         if (n > 0) {
4006                 if (equal)
4007                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4008                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4009                 else
4010                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4011                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4012         } else
4013                 isl_space_free(dims);
4014
4015         return map;
4016 }
4017
4018 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4019 {
4020         if (!dims)
4021                 return NULL;
4022         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4023 }
4024
4025 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4026 {
4027         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4028 }
4029
4030 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4031 {
4032         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4033 }
4034
4035 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4036 {
4037         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4038 }
4039
4040 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4041 {
4042         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4043 }
4044
4045 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4046         unsigned n, int equal)
4047 {
4048         struct isl_map *map;
4049         int i;
4050
4051         if (n == 0 && equal)
4052                 return isl_map_universe(dims);
4053
4054         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4055
4056         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4057                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4058                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4059         if (n > 0) {
4060                 if (equal)
4061                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4062                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4063                 else
4064                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4065                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4066         } else
4067                 isl_space_free(dims);
4068
4069         return map;
4070 }
4071
4072 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4073 {
4074         if (!dims)
4075                 return NULL;
4076         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4077 }
4078
4079 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4080 {
4081         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4082 }
4083
4084 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4085 {
4086         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4087 }
4088
4089 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4090 {
4091         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4092 }
4093
4094 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4095 {
4096         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4097 }
4098
4099 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4100         __isl_take isl_set *set2)
4101 {
4102         isl_map *map;
4103         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4104         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4105         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4106         return map;
4107 }
4108
4109 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4110         __isl_take isl_set *set2)
4111 {
4112         isl_map *map;
4113         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4114         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4115         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4116         return map;
4117 }
4118
4119 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4120         __isl_take isl_set *set2)
4121 {
4122         isl_map *map;
4123         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4124         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4125         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4126         return map;
4127 }
4128
4129 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4130         __isl_take isl_set *set2)
4131 {
4132         isl_map *map;
4133         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4134         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4135         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4136         return map;
4137 }
4138
4139 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4140         __isl_take isl_map *map2)
4141 {
4142         isl_map *map;
4143         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4144         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4145         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4146         return map;
4147 }
4148
4149 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4150         __isl_take isl_map *map2)
4151 {
4152         isl_map *map;
4153         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4154         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4155         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4156         return map;
4157 }
4158
4159 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4160         __isl_take isl_map *map2)
4161 {
4162         isl_map *map;
4163         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4164         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4165         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4166         return map;
4167 }
4168
4169 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4170         __isl_take isl_map *map2)
4171 {
4172         isl_map *map;
4173         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4174         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4175         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4176         return map;
4177 }
4178
4179 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4180         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4181 {
4182         struct isl_basic_map *bmap;
4183
4184         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4185         if (!bset || !dim)
4186                 goto error;
4187
4188         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4189         isl_space_free(bset->dim);
4190         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4191         bmap->dim = dim;
4192         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4193 error:
4194         isl_basic_set_free(bset);
4195         isl_space_free(dim);
4196         return NULL;
4197 }
4198
4199 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4200 {
4201         if (!bmap)
4202                 goto error;
4203         if (bmap->dim->n_in == 0)
4204                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4205         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4206         if (!bmap)
4207                 goto error;
4208         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4209         if (!bmap->dim)
4210                 goto error;
4211         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4212         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4213 error:
4214         isl_basic_map_free(bmap);
4215         return NULL;
4216 }
4217
4218 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4219  *
4220  *              f - m d >= 0
4221  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4222  *
4223  * Note that the second constraint is the negation of
4224  *
4225  *              f - m d >= n
4226  */
4227 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4228         unsigned pos, isl_int *div)
4229 {
4230         int i, j;
4231         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4232
4233         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4234         if (i < 0)
4235                 return -1;
4236         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4237         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4238
4239         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4240         if (j < 0)
4241                 return -1;
4242         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4243         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4244         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4245         return j;
4246 }
4247
4248 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4249         unsigned pos, isl_int *div)
4250 {
4251         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4252                                                         pos, div);
4253 }
4254
4255 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4256 {
4257         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4258         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4259
4260         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4261                                                         bmap->div[div]);
4262 }
4263
4264 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4265 {
4266         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4267 }
4268
4269 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4270                 struct isl_basic_map *bmap)
4271 {
4272         if (!bmap)
4273                 goto error;
4274         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4275             bmap->n_div == 0 &&
4276             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4277             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4278                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4279         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4280         if (!bmap)
4281                 goto error;
4282         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4283         if (!bmap->dim)
4284                 goto error;
4285         bmap->extra -= bmap->n_div;
4286         bmap->n_div = 0;
4287         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4288         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4289 error:
4290         return NULL;
4291 }
4292
4293 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4294                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4295 {
4296         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4297 }
4298
4299 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4300         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4301 {
4302         struct isl_basic_map *bmap;
4303         struct isl_ctx *ctx;
4304         unsigned total;
4305         int i;
4306
4307         if (!bset || !like)
4308                 goto error;
4309         ctx = bset->ctx;
4310         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4311         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4312         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4313                         goto error);
4314         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4315                 isl_basic_map_free(like);
4316                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4317         }
4318         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4319         if (!bset)
4320                 goto error;
4321         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4322         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4323         isl_space_free(bmap->dim);
4324         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4325         if (!bmap->dim)
4326                 goto error;
4327         bmap->n_div = like->n_div;
4328         bmap->extra += like->n_div;
4329         if (bmap->extra) {
4330                 unsigned ltotal;
4331                 isl_int **div;
4332                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4333                 if (ltotal > total)
4334                         ltotal = total;
4335                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4336                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4337                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4338                         goto error;
4339                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4340                 if (!div)
4341                         goto error;
4342                 bmap->div = div;
4343                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4344                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4345                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4346                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4347                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4348                 }
4349                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4350                                                         0, 2 * like->n_div);
4351                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4352                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4353                                 continue;
4354                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4355                                 goto error;
4356                 }
4357         }
4358         isl_basic_map_free(like);
4359         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4360         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4361         return bmap;
4362 error:
4363         isl_basic_map_free(like);
4364         isl_basic_set_free(bset);
4365         return NULL;
4366 }
4367
4368 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4369         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4370 {
4371         return (struct isl_basic_set *)
4372                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4373 }
4374
4375 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4376         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4377 {
4378         int i;
4379
4380         if (!set || !like)
4381                 goto error;
4382         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4383                     goto error);
4384         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4385                 isl_basic_set_free(like);
4386                 return set;
4387         }
4388         set = isl_set_cow(set);
4389         if (!set)
4390                 goto error;
4391         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4392                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4393                                                       isl_basic_set_copy(like));
4394                 if (!set->p[i])
4395                         goto error;
4396         }
4397         isl_space_free(set->dim);
4398         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4399         if (!set->dim)
4400                 goto error;
4401         isl_basic_set_free(like);
4402         return set;
4403 error:
4404         isl_basic_set_free(like);
4405         isl_set_free(set);
4406         return NULL;
4407 }
4408
4409 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4410 {
4411         int i;
4412
4413         map = isl_map_cow(map);
4414         if (!map)
4415                 return NULL;
4416         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4417         if (!map->dim)
4418                 goto error;
4419
4420         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4421                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4422                                 goto error);
4423         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4424                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4425                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4426                 if (!map->p[i])
4427                         goto error;
4428         }
4429         if (map->n == 0)
4430                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4431         else {
4432                 isl_space_free(map->dim);
4433                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4434         }
4435         if (!map->dim)
4436                 goto error;
4437         return (struct isl_set *)map;
4438 error:
4439         isl_map_free(map);
4440         return NULL;
4441 }
4442
4443 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4444 {
4445         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4446 }
4447
4448 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4449         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4450 {
4451         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4452         if (!bmap || !dim)
4453                 goto error;
4454
4455         isl_space_free(bmap->dim);
4456         bmap->dim = dim;
4457
4458         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4459
4460         return bmap;
4461 error:
4462         isl_basic_map_free(bmap);
4463         isl_space_free(dim);
4464         return NULL;
4465 }
4466
4467 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4468         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4469 {
4470         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4471                                                         dim);
4472 }
4473
4474 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4475         __isl_take isl_space *dim)
4476 {
4477         int i;
4478
4479         map = isl_map_cow(map);
4480         if (!map || !dim)
4481                 goto error;
4482
4483         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4484                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4485                                                     isl_space_copy(dim));
4486                 if (!map->p[i])
4487                         goto error;
4488         }
4489         isl_space_free(map->dim);
4490         map->dim = dim;
4491
4492         return map;
4493 error:
4494         isl_map_free(map);
4495         isl_space_free(dim);
4496         return NULL;
4497 }
4498
4499 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4500         __isl_take isl_space *dim)
4501 {
4502         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4503 }
4504
4505 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4506  */
4507 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4508 {
4509         isl_space *space;
4510         unsigned n;
4511
4512         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4513                 return bset;
4514
4515         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4516         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4517         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4518         space = isl_space_params(space);
4519         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4520         return bset;
4521 }
4522
4523 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4524  */
4525 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4526         __isl_take isl_basic_set *bset)
4527 {
4528         isl_space *space;
4529         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4530         space = isl_space_set_from_params(space);
4531         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4532         return bset;
4533 }
4534
4535 /* Compute the parameter domain of the given set.
4536  */
4537 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4538 {
4539         isl_space *space;
4540         unsigned n;
4541
4542         if (isl_set_is_params(set))
4543                 return set;
4544
4545         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4546         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4547         space = isl_set_get_space(set);
4548         space = isl_space_params(space);
4549         set = isl_set_reset_space(set, space);
4550         return set;
4551 }
4552
4553 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4554  */
4555 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4556 {
4557         isl_space *space;
4558         space = isl_set_get_space(set);
4559         space = isl_space_set_from_params(space);
4560         set = isl_set_reset_space(set, space);
4561         return set;
4562 }
4563
4564 /* Compute the parameter domain of the given map.
4565  */
4566 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4567 {
4568         isl_space *space;
4569         unsigned n;
4570
4571         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4572         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4573         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4574         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4575         space = isl_map_get_space(map);
4576         space = isl_space_params(space);
4577         map = isl_map_reset_space(map, space);
4578         return map;
4579 }
4580
4581 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4582 {
4583         isl_space *dim;
4584         struct isl_basic_set *domain;
4585         unsigned n_in;
4586         unsigned n_out;
4587
4588         if (!bmap)
4589                 return NULL;
4590         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4591
4592         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4593         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4594         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4595         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4596
4597         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4598
4599         return domain;
4600 }
4601
4602 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4603 {
4604         if (!bmap)
4605                 return -1;
4606         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4607 }
4608
4609 /* Is this basic map actually a set?
4610  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4611  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4612  */
4613 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4614 {
4615         if (!bmap)
4616                 return -1;
4617         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4618 }
4619
4620 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4621 {
4622         if (!bmap)
4623                 return NULL;
4624         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4625                 return bmap;
4626         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4627 }
4628
4629 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4630         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4631 {
4632         int i, k;
4633         isl_space *dim;
4634         isl_basic_map *domain;
4635         int nparam, n_in, n_out;
4636         unsigned total;
4637
4638         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4639         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4640         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4641
4642         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4643         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4644
4645         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4646         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4647         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4648
4649         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4650
4651         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4652                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4653                 if (k < 0)
4654                         goto error;
4655                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4656                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4657                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4658         }
4659
4660         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4661         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4662 error:
4663         isl_basic_map_free(bmap);
4664         return NULL;
4665 }
4666
4667 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4668         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4669 {
4670         int i, k;
4671         isl_space *dim;
4672         isl_basic_map *range;
4673         int nparam, n_in, n_out;
4674         unsigned total;
4675
4676         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4677         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4678         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4679
4680         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4681         range = isl_basic_map_universe(dim);
4682
4683         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4684         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4685         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4686
4687         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4688
4689         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4690                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4691                 if (k < 0)
4692                         goto error;
4693                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4694                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4695                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4696         }
4697
4698         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4699         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4700 error:
4701         isl_basic_map_free(bmap);
4702         return NULL;
4703 }
4704
4705 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4706 {
4707         if (!map)
4708                 return -1;
4709         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4710 }
4711
4712 /* Is this map actually a set?
4713  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4714  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4715  */
4716 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4717 {
4718         if (!map)
4719                 return -1;
4720         return isl_space_is_set(map->dim);
4721 }
4722
4723 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4724 {
4725         int i;
4726         struct isl_set *set;
4727
4728         if (!map)
4729                 goto error;
4730         if (isl_map_is_set(map))
4731                 return (isl_set *)map;
4732
4733         map = isl_map_cow(map);
4734         if (!map)
4735                 goto error;
4736
4737         set = (struct isl_set *) map;
4738         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4739         if (!set->dim)
4740                 goto error;
4741         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4742                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4743                 if (!set->p[i])
4744                         goto error;
4745         }
4746         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4747         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4748         return set;
4749 error:
4750         isl_map_free(map);
4751         return NULL;
4752 }
4753
4754 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4755 {
4756         int i;
4757         isl_space *domain_dim;
4758
4759         map = isl_map_cow(map);
4760         if (!map)
4761                 return NULL;
4762
4763         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4764         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4765         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4766         if (!map->dim)
4767                 goto error;
4768         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4769                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4770                 if (!map->p[i])
4771                         goto error;
4772         }
4773         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4774         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4775         return map;
4776 error:
4777         isl_map_free(map);
4778         return NULL;
4779 }
4780
4781 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4782 {
4783         int i;
4784         isl_space *range_dim;
4785
4786         map = isl_map_cow(map);
4787         if (!map)
4788                 return NULL;
4789
4790         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4791         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4792         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4793         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4794         if (!map->dim)
4795                 goto error;
4796         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4797                 map->p[i] = isl_basic_map_range_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_from_set(__isl_take isl_set *set,
4810         __isl_take isl_space *dim)
4811 {
4812         int i;
4813         struct isl_map *map = NULL;
4814
4815         set = isl_set_cow(set);
4816         if (!set || !dim)
4817                 goto error;
4818         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4819         map = (struct isl_map *)set;
4820         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4821                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4822                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4823                 if (!map->p[i])
4824                         goto error;
4825         }
4826         isl_space_free(map->dim);
4827         map->dim = dim;
4828         return map;
4829 error:
4830         isl_space_free(dim);
4831         isl_set_free(set);
4832         return NULL;
4833 }
4834
4835 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4836         __isl_take isl_basic_set *bset)
4837 {
4838         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4839 }
4840
4841 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4842         __isl_take isl_basic_set *bset)
4843 {
4844         isl_space *space;
4845         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4846         space = isl_space_from_range(space);
4847         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4848         return (isl_basic_map *)bset;
4849 }
4850
4851 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4852 {
4853         isl_space *space;
4854         space = isl_set_get_space(set);
4855         space = isl_space_from_range(space);
4856         set = isl_set_reset_space(set, space);
4857         return (struct isl_map *)set;
4858 }
4859
4860 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4861 {
4862         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4863 }
4864
4865 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4866         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4867 {
4868         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4869 }
4870
4871 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4872         __isl_take isl_set *range)
4873 {
4874         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4875 }
4876
4877 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4878 {
4879         int i;
4880         struct isl_set *set = NULL;
4881
4882         if (!map)
4883                 return NULL;
4884         map = isl_map_cow(map);
4885         if (!map)
4886                 return NULL;
4887         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4888         if (!map->dim)
4889                 goto error;
4890         set = (struct isl_set *)map;
4891         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4892                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4893                 if (!set->p[i])
4894                         goto error;
4895         }
4896         return set;
4897 error:
4898         isl_map_free(map);
4899         return NULL;
4900 }
4901
4902 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4903         unsigned flags)
4904 {
4905         struct isl_map *map;
4906
4907         if (!dim)
4908                 return NULL;
4909         if (n < 0)
4910                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4911                         "negative number of basic maps", goto error);
4912         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4913                         sizeof(struct isl_map) +
4914                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4915         if (!map)
4916                 goto error;
4917
4918         map->ctx = dim->ctx;
4919         isl_ctx_ref(map->ctx);
4920         map->ref = 1;
4921         map->size = n;
4922         map->n = 0;
4923         map->dim = dim;
4924         map->flags = flags;
4925         return map;
4926 error:
4927         isl_space_free(dim);
4928         return NULL;
4929 }
4930
4931 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4932                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4933                 unsigned flags)
4934 {
4935         struct isl_map *map;
4936         isl_space *dims;
4937
4938         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4939         if (!dims)
4940                 return NULL;
4941
4942         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4943         return map;
4944 }
4945
4946 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4947 {
4948         struct isl_basic_map *bmap;
4949         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4950         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4951         return bmap;
4952 }
4953
4954 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4955 {
4956         struct isl_basic_set *bset;
4957         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4958         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4959         return bset;
4960 }
4961
4962 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4963 {
4964         struct isl_basic_map *bmap;
4965         if (!model)
4966                 return NULL;
4967         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4968         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4969         return bmap;
4970 }
4971
4972 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4973 {
4974         struct isl_basic_map *bmap;
4975         if (!model)
4976                 return NULL;
4977         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4978         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4979         return bmap;
4980 }
4981
4982 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4983 {
4984         struct isl_basic_set *bset;
4985         if (!model)
4986                 return NULL;
4987         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4988         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4989         return bset;
4990 }
4991
4992 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4993 {
4994         struct isl_basic_map *bmap;
4995         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4996         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4997         return bmap;
4998 }
4999
5000 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5001 {
5002         struct isl_basic_set *bset;
5003         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5004         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5005         return bset;
5006 }
5007
5008 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5009 {
5010         int i;
5011         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5012         isl_basic_map *bmap;
5013
5014         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5015         for (i = 0; i < total; ++i) {
5016                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5017                 if (k < 0)
5018                         goto error;
5019                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5020                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5021         }
5022         return bmap;
5023 error:
5024         isl_basic_map_free(bmap);
5025         return NULL;
5026 }
5027
5028 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5029 {
5030         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5031 }
5032
5033 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5034 {
5035         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5036 }
5037
5038 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5039 {
5040         return isl_map_nat_universe(dim);
5041 }
5042
5043 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5044                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5045 {
5046         if (!model)
5047                 return NULL;
5048         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5049 }
5050
5051 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5052 {
5053         if (!model)
5054                 return NULL;
5055         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5056 }
5057
5058 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5059         __isl_keep isl_set *model)
5060 {
5061         if (!model)
5062                 return NULL;
5063         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5064 }
5065
5066 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5067 {
5068         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5069 }
5070
5071 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5072 {
5073         if (!model)
5074                 return NULL;
5075         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5076 }
5077
5078 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5079 {
5080         if (!model)
5081                 return NULL;
5082         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5083 }
5084
5085 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5086 {
5087         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5088 }
5089
5090 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5091 {
5092         if (!model)
5093                 return NULL;
5094         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5095 }
5096
5097 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5098 {
5099         struct isl_map *map;
5100         if (!dim)
5101                 return NULL;
5102         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5103         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5104         return map;
5105 }
5106
5107 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5108 {
5109         struct isl_set *set;
5110         if (!dim)
5111                 return NULL;
5112         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5113         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5114         return set;
5115 }
5116
5117 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5118 {
5119         if (!model)
5120                 return NULL;
5121         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5122 }
5123
5124 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5125 {
5126         int i;
5127         struct isl_map *dup;
5128
5129         if (!map)
5130                 return NULL;
5131         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5132         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5133                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5134         return dup;
5135 }
5136
5137 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5138                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5139 {
5140         if (!bmap || !map)
5141                 goto error;
5142         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5143                 isl_basic_map_free(bmap);
5144                 return map;
5145         }
5146         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5147         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5148         map->p[map->n] = bmap;
5149         map->n++;
5150         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5151         return map;
5152 error:
5153         if (map)
5154                 isl_map_free(map);
5155         if (bmap)
5156                 isl_basic_map_free(bmap);
5157         return NULL;
5158 }
5159
5160 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5161 {
5162         int i;
5163
5164         if (!map)
5165                 return NULL;
5166
5167         if (--map->ref > 0)
5168                 return NULL;
5169
5170         isl_ctx_deref(map->ctx);
5171         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5172                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5173         isl_space_free(map->dim);
5174         free(map);
5175
5176         return NULL;
5177 }
5178
5179 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5180                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5181 {
5182         int i;
5183
5184         base = isl_map_cow(base);
5185         if (!base)
5186                 return NULL;
5187
5188         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5189         if (!base->dim)
5190                 goto error;
5191         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5192                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5193                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5194                 if (!base->p[i])
5195                         goto error;
5196         }
5197         return base;
5198 error:
5199         isl_map_free(base);
5200         return NULL;
5201 }
5202
5203 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5204                 unsigned nparam, unsigned dim)
5205 {
5206         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5207                                                         nparam, 0, dim);
5208 }
5209
5210 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5211         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5212 {
5213         int j;
5214
5215         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5216         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5217         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5218         if (j < 0)
5219                 goto error;
5220         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5221         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5222         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5223         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5224         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5225 error:
5226         isl_basic_map_free(bmap);
5227         return NULL;
5228 }
5229
5230 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5231         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5232 {
5233         int j;
5234
5235         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5236         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5237         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5238         if (j < 0)
5239                 goto error;
5240         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5241         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5242         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5243         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5244         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5245 error:
5246         isl_basic_map_free(bmap);
5247         return NULL;
5248 }
5249
5250 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5251                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5252 {
5253         if (!bmap)
5254                 return NULL;
5255         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5256         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5257                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5258 error:
5259         isl_basic_map_free(bmap);
5260         return NULL;
5261 }
5262
5263 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5264                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5265 {
5266         if (!bmap)
5267                 return NULL;
5268         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5269         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5270                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5271 error:
5272         isl_basic_map_free(bmap);
5273         return NULL;
5274 }
5275
5276 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5277                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5278 {
5279         return (struct isl_basic_set *)
5280                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5281                                         type, pos, value);
5282 }
5283
5284 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5285                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5286 {
5287         return (struct isl_basic_set *)
5288                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5289                                         type, pos, value);
5290 }
5291
5292 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5293                 unsigned input, int value)
5294 {
5295         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5296 }
5297
5298 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5299                 unsigned dim, int value)
5300 {
5301         return (struct isl_basic_set *)
5302                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5303                                         isl_dim_set, dim, value);
5304 }
5305
5306 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5307 {
5308         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5309
5310         if (empty < 0)
5311                 return -1;
5312         if (!empty)
5313                 return 0;
5314
5315         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5316         if (i != map->n - 1) {
5317                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5318                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5319         }
5320         map->n--;
5321
5322         return 0;
5323 }
5324
5325 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5326                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5327 {
5328         int i;
5329
5330         map = isl_map_cow(map);
5331         if (!map)
5332                 return NULL;
5333
5334         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5335         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5336                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5337                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5338                         goto error;
5339         }
5340         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5341         return map;
5342 error:
5343         isl_map_free(map);
5344         return NULL;
5345 }
5346
5347 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5348                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5349 {
5350         return (struct isl_set *)
5351                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5352 }
5353
5354 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5355                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5356 {
5357         int i;
5358
5359         map = isl_map_cow(map);
5360         if (!map)
5361                 return NULL;
5362
5363         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5364         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5365                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5366                 if (!map->p[i])
5367                         goto error;
5368         }
5369         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5370         return map;
5371 error:
5372         isl_map_free(map);
5373         return NULL;
5374 }
5375
5376 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5377                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5378 {
5379         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5380 }
5381
5382 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5383                 unsigned input, int value)
5384 {
5385         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5386 }
5387
5388 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5389 {
5390         return (struct isl_set *)
5391                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5392 }
5393
5394 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5395         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5396         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5397 {
5398         int j;
5399
5400         if (!bmap)
5401                 return NULL;
5402         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5403         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5404         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5405         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5406         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5407         if (j < 0)
5408                 goto error;
5409         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5410         if (upper) {
5411                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5412                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5413         } else {
5414                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5415                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5416         }
5417         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5418         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5419 error:
5420         isl_basic_map_free(bmap);
5421         return NULL;
5422 }
5423
5424 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5425         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5426         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5427 {
5428         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5429 }
5430
5431 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5432  */
5433 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5434         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5435         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5436 {
5437         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5438 }
5439
5440 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5441         unsigned dim, isl_int value)
5442 {
5443         int j;
5444
5445         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5446         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5447         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5448         if (j < 0)
5449                 goto error;
5450         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5451         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5452         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5453         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5454         return isl_basic_set_finalize(bset);
5455 error:
5456         isl_basic_set_free(bset);
5457         return NULL;
5458 }
5459
5460 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5461         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5462 {
5463         int i;
5464
5465         map = isl_map_cow(map);
5466         if (!map)
5467                 return NULL;
5468
5469         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5470         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5471                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5472                                                  type, pos, value, upper);
5473                 if (!map->p[i])
5474                         goto error;
5475         }
5476         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5477         return map;
5478 error:
5479         isl_map_free(map);
5480         return NULL;
5481 }
5482
5483 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5484         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5485 {
5486         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5487 }
5488
5489 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5490         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5491 {
5492         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5493 }
5494
5495 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5496                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5497 {
5498         return (struct isl_set *)
5499                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5500 }
5501
5502 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5503         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5504 {
5505         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5506 }
5507
5508 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5509  * is set) to "value".
5510  */
5511 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5512         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5513         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5514 {
5515         int j;
5516
5517         if (!bmap)
5518                 return NULL;
5519         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5520                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5521                         "index out of bounds", goto error);
5522         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5523         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5524         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5525         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5526         if (j < 0)
5527                 goto error;
5528         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5529         if (upper) {
5530                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5531                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5532         } else {
5533                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5534                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5535         }
5536         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5537         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5538 error:
5539         isl_basic_map_free(bmap);
5540         return NULL;
5541 }
5542
5543 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5544  * is set) to "value".
5545  */
5546 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5547         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5548 {
5549         int i;
5550
5551         map = isl_map_cow(map);
5552         if (!map)
5553                 return NULL;
5554
5555         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5556                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5557                         "index out of bounds", goto error);
5558         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5559                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5560                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5561                         goto error;
5562         }
5563         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5564         return map;
5565 error:
5566         isl_map_free(map);
5567         return NULL;
5568 }
5569
5570 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5571         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5572 {
5573         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5574 }
5575
5576 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5577         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5578 {
5579         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5580 }
5581
5582 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5583         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5584 {
5585         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5586 }
5587
5588 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5589         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5590 {
5591         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5592 }
5593
5594 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5595                                         isl_int value)
5596 {
5597         int i;
5598
5599         set = isl_set_cow(set);
5600         if (!set)
5601                 return NULL;
5602
5603         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5604         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5605                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5606                 if (!set->p[i])
5607                         goto error;
5608         }
5609         return set;
5610 error:
5611         isl_set_free(set);
5612         return NULL;
5613 }
5614
5615 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5616 {
5617         int i;
5618
5619         map = isl_map_cow(map);
5620         if (!map)
5621                 return NULL;
5622
5623         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5624         if (!map->dim)
5625                 goto error;
5626         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5627                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5628                 if (!map->p[i])
5629                         goto error;
5630         }
5631         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5632         return map;
5633 error:
5634         isl_map_free(map);
5635         return NULL;
5636 }
5637
5638 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5639                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5640                 struct isl_set **empty, int max)
5641 {
5642         if (!bmap)
5643                 goto error;
5644         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5645                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5646         else
5647                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5648 error:
5649         isl_basic_map_free(bmap);
5650         isl_basic_set_free(dom);
5651         if (empty)
5652                 *empty = NULL;
5653         return NULL;
5654 }
5655
5656 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5657                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5658                 struct isl_set **empty)
5659 {
5660         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5661 }
5662
5663 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5664                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5665                 struct isl_set **empty)
5666 {
5667         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5668 }
5669
5670 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5671                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5672                 struct isl_set **empty)
5673 {
5674         return (struct isl_set *)
5675                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5676                         dom, empty);
5677 }
5678
5679 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5680                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5681                 struct isl_set **empty)
5682 {
5683         return (struct isl_set *)
5684                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5685                         dom, empty);
5686 }
5687
5688 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5689         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5690         __isl_give isl_set **empty)
5691 {
5692         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5693 }
5694
5695 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5696         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5697         __isl_give isl_set **empty)
5698 {
5699         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5700 }
5701
5702 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5703         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5704         __isl_give isl_set **empty)
5705 {
5706         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5707 }
5708
5709 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5710         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5711         __isl_give isl_set **empty)
5712 {
5713         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5714 }
5715
5716 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5717         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5718 {
5719         isl_basic_set *dom = NULL;
5720         isl_space *dom_space;
5721
5722         if (!bmap)
5723                 goto error;
5724         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5725         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5726         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5727 error:
5728         isl_basic_map_free(bmap);
5729         return NULL;
5730 }
5731
5732 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5733         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5734 {
5735         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5736 }
5737
5738 #undef TYPE
5739 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5740 #undef SUFFIX
5741 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5742 #undef EMPTY
5743 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5744 #undef ADD
5745 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5746 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5747
5748 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5749  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5750  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5751  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5752  *
5753  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5754  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5755  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5756  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5757  * update both "res" and "todo".
5758  */
5759 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5760         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5761         __isl_give isl_set **empty, int max)
5762 {
5763         int i;
5764         isl_pw_multi_aff *res;
5765         isl_set *todo;
5766
5767         if (!map || !dom)
5768                 goto error;
5769
5770         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5771                 if (empty)
5772                         *empty = dom;
5773                 else
5774                         isl_set_free(dom);
5775                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5776         }
5777
5778         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5779                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5780                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5781
5782         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5783                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5784                 isl_set *todo_i;
5785
5786                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5787                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5788                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5789
5790                 if (max)
5791                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5792                 else
5793                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5794
5795                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5796         }
5797
5798         isl_set_free(dom);
5799         isl_map_free(map);
5800
5801         if (empty)
5802                 *empty = todo;
5803         else
5804                 isl_set_free(todo);
5805
5806         return res;
5807 error:
5808         if (empty)
5809                 *empty = NULL;
5810         isl_set_free(dom);
5811         isl_map_free(map);
5812         return NULL;
5813 }
5814
5815 #undef TYPE
5816 #define TYPE    isl_map
5817 #undef SUFFIX
5818 #define SUFFIX
5819 #undef EMPTY
5820 #define EMPTY   isl_map_empty
5821 #undef ADD
5822 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5823 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5824
5825 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5826  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5827  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5828  *
5829  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5830  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5831  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5832  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5833  * update both "res" and "todo".
5834  *
5835  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5836  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5837  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5838  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5839  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5840  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5841  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5842  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5843  * for the ith basic map, i.e.,
5844  *
5845  *      todo^i = todo^k * todo_i
5846  *
5847  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5848  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5849  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5850  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5851  * the lexicographic order.)
5852  * In practice, we compute
5853  *
5854  *      res^k * (res_i . "<=")
5855  *
5856  * and
5857  *
5858  *      res_i * (res^k . "<")
5859  *
5860  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5861  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5862  * that one, i.e.,
5863  *
5864  *      res^k * todo_i
5865  * and
5866  *      res_i * todo^k
5867  *
5868  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5869  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5870  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5871  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5872  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5873  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5874  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5875  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5876  * the previous basic maps.
5877  */
5878 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5879                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5880                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5881 {
5882         int i;
5883         struct isl_map *res;
5884         struct isl_set *todo;
5885
5886         if (!map || !dom)
5887                 goto error;
5888
5889         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5890                 if (empty)
5891                         *empty = dom;
5892                 else
5893                         isl_set_free(dom);
5894                 return map;
5895         }
5896
5897         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5898                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5899
5900         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5901                 isl_map *lt, *le;
5902                 isl_map *res_i;
5903                 isl_set *todo_i;
5904                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5905
5906                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5907                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5908
5909                 if (max) {
5910                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5911                         le = isl_map_lex_le(dim);
5912                 } else {
5913                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5914                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5915                 }
5916                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5917                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5918                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5919                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5920
5921                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5922                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5923                                                         isl_set_copy(todo_i));
5924                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5925                                                         isl_set_copy(todo));
5926                 }
5927
5928                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5929                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5930                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5931
5932                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5933         }
5934
5935         isl_set_free(dom);
5936         isl_map_free(map);
5937
5938         if (empty)
5939                 *empty = todo;
5940         else
5941                 isl_set_free(todo);
5942
5943         return res;
5944 error:
5945         if (empty)
5946                 *empty = NULL;
5947         isl_set_free(dom);
5948         isl_map_free(map);
5949         return NULL;
5950 }
5951
5952 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5953                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5954                 __isl_give isl_set **empty)
5955 {
5956         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5957 }
5958
5959 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5960                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5961                 __isl_give isl_set **empty)
5962 {
5963         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5964 }
5965
5966 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5967                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5968                 __isl_give isl_set **empty)
5969 {
5970         return (struct isl_set *)
5971                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5972                         dom, empty);
5973 }
5974
5975 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5976                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5977                 __isl_give isl_set **empty)
5978 {
5979         return (struct isl_set *)
5980                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5981                         dom, empty);
5982 }
5983
5984 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5985 {
5986         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5987         isl_space *dom_dim;
5988
5989         if (!bmap)
5990                 goto error;
5991         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5992         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5993         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5994 error:
5995         isl_basic_map_free(bmap);
5996         return NULL;
5997 }
5998
5999 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6000 {
6001         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6002 }
6003
6004 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6005 {
6006         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6007 }
6008
6009 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6010 {
6011         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6012 }
6013
6014 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6015 {
6016         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6017 }
6018
6019 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6020 {
6021         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6022 }
6023
6024 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6025 {
6026         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6027 }
6028
6029 /* Extract the first and only affine expression from list
6030  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6031  * This domain is known to be disjoint from other domains
6032  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6033  */
6034 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6035         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6036 {
6037         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6038         isl_aff *aff;
6039         isl_pw_aff **pwaff = user;
6040         isl_pw_aff *pwaff_i;
6041
6042         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6043                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6044                         "expecting single element list", goto error);
6045
6046         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6047         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6048
6049         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6050
6051         isl_aff_list_free(list);
6052
6053         return 0;
6054 error:
6055         isl_basic_set_free(dom);
6056         isl_aff_list_free(list);
6057         return -1;
6058 }
6059
6060 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6061  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6062  *
6063  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6064  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6065  */
6066 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6067         int max)
6068 {
6069         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6070         isl_pw_aff *pwaff;
6071         int r;
6072
6073         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6074         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6075         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6076
6077         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6078         if (r < 0)
6079                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6080
6081         return pwaff;
6082 }
6083
6084 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6085  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6086  * but independently of the other output dimensions.
6087  *
6088  * We first project out the other output dimension and then compute
6089  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6090  * using isl_pw_aff_union_max.
6091  */
6092 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6093         int max)
6094 {
6095         int i;
6096         isl_pw_aff *pwaff;
6097         unsigned n_out;
6098
6099         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6100         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6101         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6102         if (!map)
6103                 return NULL;
6104
6105         if (map->n == 0) {
6106                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6107                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6108                 isl_map_free(map);
6109                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6110         }
6111
6112         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6113         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6114                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6115
6116                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6117                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6118         }
6119
6120         isl_map_free(map);
6121
6122         return pwaff;
6123 }
6124
6125 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6126  * parameters and input dimensions, but independently of
6127  * the other output dimensions.
6128  */
6129 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6130 {
6131         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6132 }
6133
6134 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6135  * as a function of the parameters,
6136  * but independently of the other set dimensions.
6137  */
6138 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6139         int max)
6140 {
6141         return map_dim_opt(set, pos, max);
6142 }
6143
6144 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6145  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6146  */
6147 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6148 {
6149         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6150 }
6151
6152 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6153  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6154  */
6155 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6156 {
6157         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6158 }
6159
6160 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6161  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6162  */
6163 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6164         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6165 {
6166         unsigned nparam;
6167
6168         if (!bset || !mat)
6169                 goto error;
6170
6171         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6172         if (!bset->dim)
6173                 goto error;
6174
6175         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6176
6177         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6178
6179         bset->dim->nparam = 0;
6180         bset->dim->n_out = nparam;
6181         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6182         if (bset) {
6183                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6184                 bset->dim->n_out = 0;
6185         }
6186         return bset;
6187 error:
6188         isl_mat_free(mat);
6189         isl_basic_set_free(bset);
6190         return NULL;
6191 }
6192
6193 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6194  * set is assumed to have only parameters and divs.
6195  */
6196 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6197         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6198 {
6199         isl_space *dim = NULL;
6200         unsigned nparam;
6201
6202         if (!set || !mat)
6203                 goto error;
6204
6205         dim = isl_space_copy(set->dim);
6206         dim = isl_space_cow(dim);
6207         if (!dim)
6208                 goto error;
6209
6210         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6211
6212         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6213
6214         dim->nparam = 0;
6215         dim->n_out = nparam;
6216         isl_set_reset_space(set, dim);
6217         set = isl_set_preimage(set, mat);
6218         if (!set)
6219                 goto error2;
6220         dim = isl_space_copy(set->dim);
6221         dim = isl_space_cow(dim);
6222         if (!dim)
6223                 goto error2;
6224         dim->nparam = dim->n_out;
6225         dim->n_out = 0;
6226         isl_set_reset_space(set, dim);
6227         return set;
6228 error:
6229         isl_space_free(dim);
6230         isl_mat_free(mat);
6231 error2:
6232         isl_set_free(set);
6233         return NULL;
6234 }
6235
6236 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6237  * equalities in "eq".
6238  */
6239 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6240         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6241 {
6242         int i, k;
6243         unsigned len;
6244
6245         if (!bset || !eq)
6246                 goto error;
6247
6248         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6249                                         eq->n_row, 0);
6250         if (!bset)
6251                 goto error;
6252
6253         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6254         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6255                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6256                 if (k < 0)
6257                         goto error;
6258                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6259                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6260         }
6261         isl_mat_free(eq);
6262
6263         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6264         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6265
6266         return bset;
6267 error:
6268         isl_mat_free(eq);
6269         isl_basic_set_free(bset);
6270         return NULL;
6271 }
6272
6273 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6274  * equalities in "eq".
6275  */
6276 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6277         struct isl_mat *eq)
6278 {
6279         int i;
6280
6281         if (!set || !eq)
6282                 goto error;
6283
6284         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6285                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6286                                         isl_mat_copy(eq));
6287                 if (!set->p[i])
6288                         goto error;
6289         }
6290         isl_mat_free(eq);
6291         return set;
6292 error:
6293         isl_mat_free(eq);
6294         isl_set_free(set);
6295         return NULL;
6296 }
6297
6298 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6299  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6300  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6301  * The output has the same parameters, but only
6302  * explicit existentially quantified variables.
6303  *
6304  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6305  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6306  * among the parameters by performing a variable compression on
6307  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6308  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6309  */
6310 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6311 {
6312         int i, j;
6313         struct isl_mat *eq;
6314         struct isl_mat *T, *T2;
6315         struct isl_set *set;
6316         unsigned nparam, n_div;
6317
6318         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6319         if (!bset)
6320                 return NULL;
6321
6322         if (bset->n_eq == 0)
6323                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6324
6325         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6326
6327         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6328         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6329
6330         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6331                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6332                         ++i;
6333         }
6334         if (i == bset->n_eq)
6335                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6336
6337         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6338                 0, 1 + nparam);
6339         eq = isl_mat_cow(eq);
6340         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6341         if (T && T->n_col == 0) {
6342                 isl_mat_free(T);
6343                 isl_mat_free(T2);
6344                 isl_mat_free(eq);
6345                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6346                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6347         }
6348         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6349
6350         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6351         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6352         set = set_append_equalities(set, eq);
6353         return set;
6354 }
6355
6356 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6357  * quantified variables.
6358  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6359  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6360  * no input or output dimensions and the dimension specification
6361  * is reset to that of the input.
6362  */
6363 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6364 {
6365         struct isl_basic_set *bset;
6366         struct isl_set *set;
6367         struct isl_map *map;
6368         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6369         unsigned         nparam;
6370         unsigned         n_in;
6371         unsigned         n_out;
6372
6373         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6374         if (!bmap)
6375                 return NULL;
6376
6377         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6378         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6379         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6380         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6381         if (!dim)
6382                 goto error;
6383
6384         orig_dim = bmap->dim;
6385         bmap->dim = dim;
6386         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6387
6388         set = parameter_compute_divs(bset);
6389         map = (struct isl_map *)set;
6390         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6391
6392         return map;
6393 error:
6394         isl_basic_map_free(bmap);
6395         return NULL;
6396 }
6397
6398 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6399 {
6400         int i;
6401         unsigned off;
6402
6403         if (!bmap)
6404                 return -1;
6405
6406         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6407         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6408                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6409                         return 0;
6410                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6411                                 return -1);
6412         }
6413         return 1;
6414 }
6415
6416 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6417 {
6418         int i;
6419
6420         if (!map)
6421                 return -1;
6422
6423         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6424                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6425                 if (known <= 0)
6426                         return known;
6427         }
6428
6429         return 1;
6430 }
6431
6432 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6433  * expressions for them.  However, this computation may be
6434  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6435  * strictly needed.
6436  */
6437 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6438 {
6439         int known;
6440         struct isl_map *map;
6441
6442         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6443         if (known < 0)
6444                 goto error;
6445         if (known)
6446                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6447
6448         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6449
6450         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6451         if (known < 0)
6452                 goto error;
6453         if (known)
6454                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6455
6456         map = compute_divs(bmap);
6457         return map;
6458 error:
6459         isl_basic_map_free(bmap);
6460         return NULL;
6461 }
6462
6463 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6464 {
6465         int i;
6466         int known;
6467         struct isl_map *res;
6468
6469         if (!map)
6470                 return NULL;
6471         if (map->n == 0)
6472                 return map;
6473
6474         known = map_divs_known(map);
6475         if (known < 0) {
6476                 isl_map_free(map);
6477                 return NULL;
6478         }
6479         if (known)
6480                 return map;
6481
6482         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6483         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6484                 struct isl_map *r2;
6485                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6486                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6487                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6488                 else
6489                         res = isl_map_union(res, r2);
6490         }
6491         isl_map_free(map);
6492
6493         return res;
6494 }
6495
6496 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6497 {
6498         return (struct isl_set *)
6499                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6500 }
6501
6502 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6503 {
6504         return (struct isl_set *)
6505                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6506 }
6507
6508 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6509 {
6510         int i;
6511         struct isl_set *set;
6512
6513         if (!map)
6514                 goto error;
6515
6516         map = isl_map_cow(map);
6517         if (!map)
6518                 return NULL;
6519
6520         set = (struct isl_set *)map;
6521         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6522         if (!set->dim)
6523                 goto error;
6524         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6525                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6526                 if (!set->p[i])
6527                         goto error;
6528         }
6529         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6530         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6531         return set;
6532 error:
6533         isl_map_free(map);
6534         return NULL;
6535 }
6536
6537 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6538  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6539  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6540  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6541  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6542  * may not be disjoint.
6543  *
6544  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6545  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6546  */
6547 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6548         __isl_take isl_map *map2)
6549 {
6550         int i;
6551         unsigned flags = 0;
6552         struct isl_map *map = NULL;
6553         int is_universe;
6554
6555         if (!map1 || !map2)
6556                 goto error;
6557
6558         if (map1->n == 0) {
6559                 isl_map_free(map1);
6560                 return map2;
6561         }
6562         if (map2->n == 0) {
6563                 isl_map_free(map2);
6564                 return map1;
6565         }
6566
6567         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6568         if (is_universe < 0)
6569                 goto error;
6570         if (is_universe) {
6571                 isl_map_free(map2);
6572                 return map1;
6573         }
6574
6575         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6576         if (is_universe < 0)
6577                 goto error;
6578         if (is_universe) {
6579                 isl_map_free(map1);
6580                 return map2;
6581         }
6582
6583         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6584
6585         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6586             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6587                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6588
6589         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6590                                 map1->n + map2->n, flags);
6591         if (!map)
6592                 goto error;
6593         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6594                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6595                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6596                 if (!map)
6597                         goto error;
6598         }
6599         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6600                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6601                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6602                 if (!map)
6603                         goto error;
6604         }
6605         isl_map_free(map1);
6606         isl_map_free(map2);
6607         return map;
6608 error:
6609         isl_map_free(map);
6610         isl_map_free(map1);
6611         isl_map_free(map2);
6612         return NULL;
6613 }
6614
6615 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6616         __isl_take isl_map *map2)
6617 {
6618         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6619 }
6620
6621 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6622 {
6623         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6624         if (!map1)
6625                 return NULL;
6626         if (map1->n > 1)
6627                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6628         return map1;
6629 }
6630
6631 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6632                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6633 {
6634         return (struct isl_set *)
6635                 isl_map_union_disjoint(
6636                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6637 }
6638
6639 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6640 {
6641         return (struct isl_set *)
6642                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6643 }
6644
6645 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6646  * the results.
6647  *
6648  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6649  */
6650 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6651         __isl_take isl_set *set,
6652         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6653                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6654 {
6655         unsigned flags = 0;
6656         struct isl_map *result;
6657         int i, j;
6658
6659         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6660                 isl_set_free(set);
6661                 return map;
6662         }
6663
6664         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6665             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6666                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6667
6668         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6669                                         map->n * set->n, flags);
6670         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6671                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6672                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6673                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6674                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6675                         if (!result)
6676                                 break;
6677                 }
6678
6679         isl_map_free(map);
6680         isl_set_free(set);
6681         return result;
6682 }
6683
6684 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6685         __isl_take isl_set *set)
6686 {
6687         if (!map || !set)
6688                 goto error;
6689
6690         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6691                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6692                         "incompatible spaces", goto error);
6693
6694         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6695 error:
6696         isl_map_free(map);
6697         isl_set_free(set);
6698         return NULL;
6699 }
6700
6701 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6702         __isl_take isl_set *set)
6703 {
6704         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6705 }
6706
6707 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6708         __isl_take isl_set *set)
6709 {
6710         if (!map || !set)
6711                 goto error;
6712
6713         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6714                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6715                         "incompatible spaces", goto error);
6716
6717         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6718 error:
6719         isl_map_free(map);
6720         isl_set_free(set);
6721         return NULL;
6722 }
6723
6724 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6725         __isl_take isl_set *set)
6726 {
6727         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6728                                                 &map_intersect_domain);
6729 }
6730
6731 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6732         __isl_take isl_map *map2)
6733 {
6734         if (!map1 || !map2)
6735                 goto error;
6736         map1 = isl_map_reverse(map1);
6737         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6738         return isl_map_reverse(map1);
6739 error:
6740         isl_map_free(map1);
6741         isl_map_free(map2);
6742         return NULL;
6743 }
6744
6745 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6746         __isl_take isl_map *map2)
6747 {
6748         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6749 }
6750
6751 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6752         __isl_take isl_map *map2)
6753 {
6754         isl_space *dim_result;
6755         struct isl_map *result;
6756         int i, j;
6757
6758         if (!map1 || !map2)
6759                 goto error;
6760
6761         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6762                                   isl_space_copy(map2->dim));
6763
6764         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6765         if (!result)
6766                 goto error;
6767         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6768                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6769                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6770                             isl_basic_map_apply_range(
6771                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6772                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6773                         if (!result)
6774                                 goto error;
6775                 }
6776         isl_map_free(map1);
6777         isl_map_free(map2);
6778         if (result && result->n <= 1)
6779                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6780         return result;
6781 error:
6782         isl_map_free(map1);
6783         isl_map_free(map2);
6784         return NULL;
6785 }
6786
6787 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6788         __isl_take isl_map *map2)
6789 {
6790         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6791 }
6792
6793 /*
6794  * returns range - domain
6795  */
6796 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6797 {
6798         isl_space *dims, *target_dim;
6799         struct isl_basic_set *bset;
6800         unsigned dim;
6801         unsigned nparam;
6802         int i;
6803
6804         if (!bmap)
6805                 goto error;
6806         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6807                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6808                    goto error);
6809         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6810         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6811         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6812         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6813         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6814         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6815         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6816         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6817         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6818         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6819                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6820                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6821                 if (j < 0)
6822                         goto error;
6823                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6824                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6825                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6826                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6827         }
6828         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6829         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6830         return bset;
6831 error:
6832         isl_basic_map_free(bmap);
6833         return NULL;
6834 }
6835
6836 /*
6837  * returns range - domain
6838  */
6839 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6840 {
6841         int i;
6842         isl_space *dim;
6843         struct isl_set *result;
6844
6845         if (!map)
6846                 return NULL;
6847
6848         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6849                                                  map->dim, isl_dim_out),
6850                    goto error);
6851         dim = isl_map_get_space(map);
6852         dim = isl_space_domain(dim);
6853         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6854         if (!result)
6855                 goto error;
6856         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6857                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6858                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6859         isl_map_free(map);
6860         return result;
6861 error:
6862         isl_map_free(map);
6863         return NULL;
6864 }
6865
6866 /*
6867  * returns [domain -> range] -> range - domain
6868  */
6869 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6870         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6871 {
6872         int i, k;
6873         isl_space *dim;
6874         isl_basic_map *domain;
6875         int nparam, n;
6876         unsigned total;
6877
6878         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6879                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6880                         "domain and range don't match", goto error);
6881
6882         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6883         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6884
6885         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6886         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6887
6888         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6889         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6890         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6891
6892         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6893
6894         for (i = 0; i < n; ++i) {
6895                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6896                 if (k < 0)
6897                         goto error;
6898                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6899                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6900                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6901                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6902         }
6903
6904         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6905         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6906 error:
6907         isl_basic_map_free(bmap);
6908         return NULL;
6909 }
6910
6911 /*
6912  * returns [domain -> range] -> range - domain
6913  */
6914 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6915 {
6916         int i;
6917         isl_space *domain_dim;
6918
6919         if (!map)
6920                 return NULL;
6921
6922         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6923                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6924                         "domain and range don't match", goto error);
6925
6926         map = isl_map_cow(map);
6927         if (!map)
6928                 return NULL;
6929
6930         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6931         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6932         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6933         if (!map->dim)
6934                 goto error;
6935         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6936                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6937                 if (!map->p[i])
6938                         goto error;
6939         }
6940         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6941         return map;
6942 error:
6943         isl_map_free(map);
6944         return NULL;
6945 }
6946
6947 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6948 {
6949         struct isl_basic_map *bmap;
6950         unsigned nparam;
6951         unsigned dim;
6952         int i;
6953
6954         if (!dims)
6955                 return NULL;
6956
6957         nparam = dims->nparam;
6958         dim = dims->n_out;
6959         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6960         if (!bmap)
6961                 goto error;
6962
6963         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6964                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6965                 if (j < 0)
6966                         goto error;
6967                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6968                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6969                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6970         }
6971         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6972 error:
6973         isl_basic_map_free(bmap);
6974         return NULL;
6975 }
6976
6977 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6978 {
6979         if (!dim)
6980                 return NULL;
6981         if (dim->n_in != dim->n_out)
6982                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6983                         "number of input and output dimensions needs to be "
6984                         "the same", goto error);
6985         return basic_map_identity(dim);
6986 error:
6987         isl_space_free(dim);
6988         return NULL;
6989 }
6990
6991 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6992 {
6993         if (!model || !model->dim)
6994                 return NULL;
6995         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6996 }
6997
6998 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6999 {
7000         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7001 }
7002
7003 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7004 {
7005         if (!model || !model->dim)
7006                 return NULL;
7007         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7008 }
7009
7010 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7011 {
7012         if (!model || !model->dim)
7013                 return NULL;
7014         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7015 }
7016
7017 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7018 {
7019         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7020         isl_map *id;
7021         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7022         return isl_map_intersect_range(id, set);
7023 }
7024
7025 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7026  * values.
7027  */
7028 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7029         __isl_take isl_space *space)
7030 {
7031         int i;
7032         unsigned nparam;
7033         unsigned dim;
7034         struct isl_basic_set *bset;
7035
7036         if (!space)
7037                 return NULL;
7038         nparam = space->nparam;
7039         dim = space->n_out;
7040         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7041         if (!bset)
7042                 return NULL;
7043         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7044                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7045                 if (k < 0)
7046                         goto error;
7047                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7048                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7049         }
7050         return bset;
7051 error:
7052         isl_basic_set_free(bset);
7053         return NULL;
7054 }
7055
7056 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7057  */
7058 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7059         int pos)
7060 {
7061         int k;
7062         isl_basic_set *nonneg;
7063
7064         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7065         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7066         if (k < 0)
7067                 goto error;
7068         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7069         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7070
7071         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7072 error:
7073         isl_basic_set_free(nonneg);
7074         return NULL;
7075 }
7076
7077 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7078  */
7079 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7080 {
7081         int k;
7082         isl_basic_set *neg;
7083
7084         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7085         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7086         if (k < 0)
7087                 goto error;
7088         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7089         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7090         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7091
7092         return isl_basic_set_finalize(neg);
7093 error:
7094         isl_basic_set_free(neg);
7095         return NULL;
7096 }
7097
7098 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7099         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7100 {
7101         int i;
7102         isl_basic_set *nonneg;
7103         isl_basic_set *neg;
7104
7105         if (!set)
7106                 return NULL;
7107         if (n == 0)
7108                 return set;
7109
7110         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7111
7112         for (i = 0; i < n; ++i) {
7113                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7114                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7115                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7116                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7117
7118                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7119         }
7120
7121         return set;
7122 error:
7123         isl_set_free(set);
7124         return NULL;
7125 }
7126
7127 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7128         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7129         void *user)
7130 {
7131         isl_set *half;
7132
7133         if (!set)
7134                 return -1;
7135         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7136                 isl_set_free(set);
7137                 return 0;
7138         }
7139         if (first == len)
7140                 return fn(set, signs, user);
7141
7142         signs[first] = 1;
7143         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7144                                                         1 + first));
7145         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7146         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7147                 goto error;
7148
7149         signs[first] = -1;
7150         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7151                                                         1 + first));
7152         half = isl_set_intersect(half, set);
7153         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7154 error:
7155         isl_set_free(set);
7156         return -1;
7157 }
7158
7159 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7160  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7161  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7162  * to the sign of the corresponding variable.
7163  */
7164 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7165         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7166         void *user)
7167 {
7168         unsigned nparam;
7169         unsigned nvar;
7170         int *signs;
7171         int r;
7172
7173         if (!set)
7174                 return -1;
7175         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7176                 return 0;
7177
7178         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7179         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7180
7181         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7182
7183         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7184                             fn, user);
7185
7186         free(signs);
7187
7188         return r;
7189 }
7190
7191 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7192 {
7193         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7194 }
7195
7196 int isl_basic_map_is_subset(
7197                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7198 {
7199         int is_subset;
7200         struct isl_map *map1;
7201         struct isl_map *map2;
7202
7203         if (!bmap1 || !bmap2)
7204                 return -1;
7205
7206         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7207         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7208
7209         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7210
7211         isl_map_free(map1);
7212         isl_map_free(map2);
7213
7214         return is_subset;
7215 }
7216
7217 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7218         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7219 {
7220         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7221 }
7222
7223 int isl_basic_map_is_equal(
7224                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7225 {
7226         int is_subset;
7227
7228         if (!bmap1 || !bmap2)
7229                 return -1;
7230         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7231         if (is_subset != 1)
7232                 return is_subset;
7233         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7234         return is_subset;
7235 }
7236
7237 int isl_basic_set_is_equal(
7238                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7239 {
7240         return isl_basic_map_is_equal(
7241                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7242 }
7243
7244 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7245 {
7246         int i;
7247         int is_empty;
7248
7249         if (!map)
7250                 return -1;
7251         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7252                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7253                 if (is_empty < 0)
7254                         return -1;
7255                 if (!is_empty)
7256                         return 0;
7257         }
7258         return 1;
7259 }
7260
7261 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7262 {
7263         return map ? map->n == 0 : -1;
7264 }
7265
7266 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7267 {
7268         return isl_map_plain_is_empty(map);
7269 }
7270
7271 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7272 {
7273         return set ? set->n == 0 : -1;
7274 }
7275
7276 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7277 {
7278         return isl_set_plain_is_empty(set);
7279 }
7280
7281 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7282 {
7283         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7284 }
7285
7286 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7287 {
7288         if (!map1 || !map2)
7289                 return -1;
7290
7291         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7292 }
7293
7294 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7295 {
7296         if (!set1 || !set2)
7297                 return -1;
7298
7299         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7300 }
7301
7302 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7303 {
7304         int is_subset;
7305
7306         if (!map1 || !map2)
7307                 return -1;
7308         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7309         if (is_subset != 1)
7310                 return is_subset;
7311         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7312         return is_subset;
7313 }
7314
7315 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7316 {
7317         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7318 }
7319
7320 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7321                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7322 {
7323         int is_subset;
7324
7325         if (!bmap1 || !bmap2)
7326                 return -1;
7327         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7328         if (is_subset != 1)
7329                 return is_subset;
7330         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7331         if (is_subset == -1)
7332                 return is_subset;
7333         return !is_subset;
7334 }
7335
7336 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7337 {
7338         int is_subset;
7339
7340         if (!map1 || !map2)
7341                 return -1;
7342         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7343         if (is_subset != 1)
7344                 return is_subset;
7345         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7346         if (is_subset == -1)
7347                 return is_subset;
7348         return !is_subset;
7349 }
7350
7351 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7352 {
7353         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7354 }
7355
7356 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7357 {
7358         if (!bmap)
7359                 return -1;
7360         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7361 }
7362
7363 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7364 {
7365         if (!bset)
7366                 return -1;
7367         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7368 }
7369
7370 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7371 {
7372         int i;
7373
7374         if (!map)
7375                 return -1;
7376
7377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7378                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7379                 if (r < 0 || r)
7380                         return r;
7381         }
7382
7383         return 0;
7384 }
7385
7386 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7387 {
7388         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7389 }
7390
7391 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7392 {
7393         return isl_set_plain_is_universe(set);
7394 }
7395
7396 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7397 {
7398         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7399         struct isl_vec *sample = NULL;
7400         int empty;
7401         unsigned total;
7402
7403         if (!bmap)
7404                 return -1;
7405
7406         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7407                 return 1;
7408
7409         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7410                 return 0;
7411
7412         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7413                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7414                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7415                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7416                 isl_basic_map_free(copy);
7417                 return empty;
7418         }
7419
7420         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7421         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7422                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7423                 if (contains < 0)
7424                         return -1;
7425                 if (contains)
7426                         return 0;
7427         }
7428         isl_vec_free(bmap->sample);
7429         bmap->sample = NULL;
7430         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7431         if (!bset)
7432                 return -1;
7433         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7434         if (!sample)
7435                 return -1;
7436         empty = sample->size == 0;
7437         isl_vec_free(bmap->sample);
7438         bmap->sample = sample;
7439         if (empty)
7440                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7441
7442         return empty;
7443 }
7444
7445 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7446 {
7447         if (!bmap)
7448                 return -1;
7449         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7450 }
7451
7452 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7453 {
7454         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7455 }
7456
7457 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7458 {
7459         if (!bset)
7460                 return -1;
7461         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7462 }
7463
7464 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7465 {
7466         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7467 }
7468
7469 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7470 {
7471         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7472 }
7473
7474 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7475         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7476 {
7477         struct isl_map *map;
7478         if (!bmap1 || !bmap2)
7479                 goto error;
7480
7481         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7482
7483         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7484         if (!map)
7485                 goto error;
7486         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7487         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7488         return map;
7489 error:
7490         isl_basic_map_free(bmap1);
7491         isl_basic_map_free(bmap2);
7492         return NULL;
7493 }
7494
7495 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7496                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7497 {
7498         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7499                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7500                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7501 }
7502
7503 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7504 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7505 {
7506         int i;
7507         unsigned off;
7508
7509         if (!bmap)
7510                 return NULL;
7511
7512         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7513
7514         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7515                 int pos;
7516                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7517                         continue;
7518                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7519                                                             bmap->n_div-i);
7520                 if (pos == -1)
7521                         continue;
7522                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7523                 --i;
7524         }
7525         return bmap;
7526 }
7527
7528 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7529 {
7530         return (struct isl_basic_set *)
7531                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7532 }
7533
7534 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7535 {
7536         int i;
7537
7538         if (!map)
7539                 return 0;
7540
7541         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7542                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7543                 if (!map->p[i])
7544                         goto error;
7545         }
7546
7547         return map;
7548 error:
7549         isl_map_free(map);
7550         return NULL;
7551 }
7552
7553 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7554  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7555  * list of divs is given by "div".
7556  */
7557 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7558         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7559 {
7560         int i, j;
7561         int n_div;
7562
7563         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7564         if (!bset || !div)
7565                 goto error;
7566
7567         if (div->n_row < bset->n_div)
7568                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7569                         "not an expansion", goto error);
7570
7571         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7572                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7573                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7574
7575         n_div = bset->n_div;
7576         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7577                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7578                         goto error;
7579
7580         j = n_div - 1;
7581         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7582                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7583                         if (i != j)
7584                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7585                         j--;
7586                 } else {
7587                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7588                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7589                                 goto error;
7590                 }
7591         }
7592
7593         isl_mat_free(div);
7594         return bset;
7595 error:
7596         isl_basic_set_free(bset);
7597         isl_mat_free(div);
7598         return NULL;
7599 }
7600
7601 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7602  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7603  * 
7604  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7605  * of the corresponding div in dst otherwise.
7606  */
7607 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7608                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7609 {
7610         int i;
7611
7612         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7613
7614         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7615         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7616                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7617                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7618                                                 dst->n_div - div) == -1)
7619                         return i;
7620         return -1;
7621 }
7622
7623 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7624                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7625 {
7626         int i;
7627         unsigned total;
7628
7629         if (!dst || !src)
7630                 goto error;
7631
7632         if (src->n_div == 0)
7633                 return dst;
7634
7635         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7636                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7637
7638         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7639         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7640         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7641                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7642         if (!dst)
7643                 return NULL;
7644         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7645         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7646                 int j = find_div(dst, src, i);
7647                 if (j < 0) {
7648                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7649                         if (j < 0)
7650                                 goto error;
7651                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7652                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7653                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7654                                 goto error;
7655                 }
7656                 if (j != i)
7657                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7658         }
7659         return dst;
7660 error:
7661         isl_basic_map_free(dst);
7662         return NULL;
7663 }
7664
7665 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7666                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7667 {
7668         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7669                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7670 }
7671
7672 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7673 {
7674         int i;
7675
7676         if (!map)
7677                 return NULL;
7678         if (map->n == 0)
7679                 return map;
7680         map = isl_map_compute_divs(map);
7681         map = isl_map_cow(map);
7682         if (!map)
7683                 return NULL;
7684
7685         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7686                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7687         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7688                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7689
7690         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7691         return map;
7692 }
7693
7694 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7695 {
7696         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7697 }
7698
7699 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7700         __isl_take isl_map *map)
7701 {
7702         if (!set || !map)
7703                 goto error;
7704         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7705         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7706         set = isl_map_range(map);
7707         return set;
7708 error:
7709         isl_set_free(set);
7710         isl_map_free(map);
7711         return NULL;
7712 }
7713
7714 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7715         __isl_take isl_map *map)
7716 {
7717         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7718 }
7719
7720 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7721  * the meaning of the set.
7722  */
7723 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7724 {
7725         int i;
7726
7727         if (!map)
7728                 return NULL;
7729
7730         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7731                 remove_if_empty(map, i);
7732
7733         return map;
7734 }
7735
7736 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7737 {
7738         return (struct isl_set *)
7739                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7740 }
7741
7742 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7743 {
7744         struct isl_basic_map *bmap;
7745         if (!map || map->n == 0)
7746                 return NULL;
7747         bmap = map->p[map->n-1];
7748         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7749         return isl_basic_map_copy(bmap);
7750 }
7751
7752 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7753 {
7754         return (struct isl_basic_set *)
7755                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7756 }
7757
7758 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7759                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7760 {
7761         int i;
7762
7763         if (!map || !bmap)
7764                 goto error;
7765         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7766                 if (map->p[i] != bmap)
7767                         continue;
7768                 map = isl_map_cow(map);
7769                 if (!map)
7770                         goto error;
7771                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7772                 if (i != map->n-1) {
7773                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7774                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7775                 }
7776                 map->n--;
7777                 return map;
7778         }
7779         return map;
7780 error:
7781         isl_map_free(map);
7782         return NULL;
7783 }
7784
7785 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7786                                                 struct isl_basic_set *bset)
7787 {
7788         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7789                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7790 }
7791
7792 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7793  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7794  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7795  */
7796 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7797         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7798         int pos, isl_int *opt)
7799 {
7800         isl_space *dims;
7801         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7802         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7803         struct isl_ctx *ctx;
7804         struct isl_vec *obj;
7805         unsigned total;
7806         unsigned nparam;
7807         unsigned dim1, dim2;
7808         enum isl_lp_result res;
7809
7810         if (!bset1 || !bset2)
7811                 return isl_lp_error;
7812
7813         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7814         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7815         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7816         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7817         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7818         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7819         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7820         if (!bmap1 || !bmap2)
7821                 goto error;
7822         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7823         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7824                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7825                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7826         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7827         if (!bmap1)
7828                 goto error;
7829         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7830         ctx = bmap1->ctx;
7831         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7832         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7833         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7834         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7835         if (!obj)
7836                 goto error;
7837         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7838                                         opt, NULL, NULL);
7839         isl_basic_map_free(bmap1);
7840         isl_vec_free(obj);
7841         return res;
7842 error:
7843         isl_basic_map_free(bmap1);
7844         isl_basic_map_free(bmap2);
7845         return isl_lp_error;
7846 }
7847
7848 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7849  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7850  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7851  * smaller or larger than those in bset2.
7852  *
7853  * Returns
7854  *       1 if bset1 follows bset2
7855  *      -1 if bset1 precedes bset2
7856  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7857  *      -2 if some error occurred.
7858  */
7859 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7860         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7861 {
7862         isl_int opt;
7863         enum isl_lp_result res;
7864         int cmp;
7865
7866         isl_int_init(opt);
7867
7868         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7869
7870         if (res == isl_lp_empty)
7871                 cmp = 0;
7872         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7873                   res == isl_lp_unbounded)
7874                 cmp = 1;
7875         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7876                 cmp = -1;
7877         else
7878                 cmp = -2;
7879
7880         isl_int_clear(opt);
7881         return cmp;
7882 }
7883
7884 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7885  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7886  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7887  * than a value of the same dimension in bset2.
7888  *
7889  * Return
7890  *       1 if there exists such a pair
7891  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7892  *      -1 otherwise
7893  *      -2 if some error occurred.
7894  */
7895 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7896         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7897 {
7898         isl_int opt;
7899         enum isl_lp_result res;
7900         int cmp;
7901
7902         isl_int_init(opt);
7903
7904         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7905
7906         if (res == isl_lp_empty)
7907                 cmp = -1;
7908         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7909                   res == isl_lp_unbounded)
7910                 cmp = 1;
7911         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7912                 cmp = -1;
7913         else if (res == isl_lp_ok)
7914                 cmp = 0;
7915         else
7916                 cmp = -2;
7917
7918         isl_int_clear(opt);
7919         return cmp;
7920 }
7921
7922 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7923  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7924  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7925  * than a value of the same dimension in set2.
7926  *
7927  * Return
7928  *       1 if there exists such a pair
7929  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7930  *      -1 otherwise
7931  *      -2 if some error occurred.
7932  */
7933 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7934         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7935 {
7936         int i, j;
7937         int follows = -1;
7938
7939         if (!set1 || !set2)
7940                 return -2;
7941
7942         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7943                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7944                         int f;
7945                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7946                         if (f == 1 || f == -2)
7947                                 return f;
7948                         if (f > follows)
7949                                 follows = f;
7950                 }
7951
7952         return follows;
7953 }
7954
7955 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7956         unsigned pos, isl_int *val)
7957 {
7958         int i;
7959         int d;
7960         unsigned total;
7961
7962         if (!bmap)
7963                 return -1;
7964         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7965         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7966                 for (; d+1 > pos; --d)
7967                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7968                                 break;
7969                 if (d != pos)
7970                         continue;
7971                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7972                         return 0;
7973                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7974                         return 0;
7975                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7976                         return 0;
7977                 if (val)
7978                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7979                 return 1;
7980         }
7981         return 0;
7982 }
7983
7984 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7985         unsigned pos, isl_int *val)
7986 {
7987         int i;
7988         isl_int v;
7989         isl_int tmp;
7990         int fixed;
7991
7992         if (!map)
7993                 return -1;
7994         if (map->n == 0)
7995                 return 0;
7996         if (map->n == 1)
7997                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7998         isl_int_init(v);
7999         isl_int_init(tmp);
8000         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8001         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8002                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8003                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8004                         fixed = 0;
8005         }
8006         if (val)
8007                 isl_int_set(*val, v);
8008         isl_int_clear(tmp);
8009         isl_int_clear(v);
8010         return fixed;
8011 }
8012
8013 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8014         unsigned pos, isl_int *val)
8015 {
8016         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8017                                                 pos, val);
8018 }
8019
8020 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8021         isl_int *val)
8022 {
8023         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8024 }
8025
8026 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8027         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8028 {
8029         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8030                 return -1;
8031         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8032                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8033 }
8034
8035 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8036         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8037 {
8038         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8039                 return -1;
8040         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8041                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8042 }
8043
8044 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8045         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8046 {
8047         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8048 }
8049
8050 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8051         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8052 {
8053         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8054 }
8055
8056 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8057  * then return this fixed value in *val.
8058  */
8059 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8060         unsigned dim, isl_int *val)
8061 {
8062         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8063                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8064 }
8065
8066 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8067  * then return this fixed value in *val.
8068  */
8069 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8070         unsigned dim, isl_int *val)
8071 {
8072         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8073 }
8074
8075 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8076         unsigned dim, isl_int *val)
8077 {
8078         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8079 }
8080
8081 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8082  * then return this fixed value in *val.
8083  */
8084 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8085         unsigned in, isl_int *val)
8086 {
8087         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8088 }
8089
8090 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8091  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8092  */
8093 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8094         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8095 {
8096         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8097         isl_int *c;
8098         unsigned total;
8099         unsigned nparam;
8100
8101         if (!bset)
8102                 return -1;
8103         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8104         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8105         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8106                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8107                         continue;
8108                 if (i_eq != -1)
8109                         return 0;
8110                 i_eq = i;
8111         }
8112         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8113                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8114                         continue;
8115                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8116                         return 0;
8117                 i_ineq = i;
8118         }
8119         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8120                 return 0;
8121         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8122         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8123         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8124                 return 0;
8125         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8126                 return 0;
8127         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8128                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8129                 return 0;
8130         if (val)
8131                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8132         return 1;
8133 }
8134
8135 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8136         unsigned dim, isl_int *val)
8137 {
8138         int i;
8139         isl_int v;
8140         isl_int tmp;
8141         int fixed;
8142
8143         if (!set)
8144                 return -1;
8145         if (set->n == 0)
8146                 return 0;
8147         if (set->n == 1)
8148                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8149                                                                 dim, val);
8150         isl_int_init(v);
8151         isl_int_init(tmp);
8152         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8153                                                                 dim, &v);
8154         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8155                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8156                                                                 dim, &tmp);
8157                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8158                         fixed = 0;
8159         }
8160         if (val)
8161                 isl_int_set(*val, v);
8162         isl_int_clear(tmp);
8163         isl_int_clear(v);
8164         return fixed;
8165 }
8166
8167 struct constraint {
8168         unsigned        size;
8169         isl_int         *c;
8170 };
8171
8172 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8173  * variables sorting first.
8174  */
8175 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8176 {
8177         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8178         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8179         int l1, l2;
8180         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8181
8182         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8183         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8184
8185         if (l1 != l2)
8186                 return l1 - l2;
8187
8188         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8189 }
8190
8191 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8192         struct isl_basic_map *bmap)
8193 {
8194         int i;
8195         struct constraint *c;
8196         unsigned total;
8197
8198         if (!bmap)
8199                 return NULL;
8200         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8201         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8202         if (!c)
8203                 goto error;
8204         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8205                 c[i].size = total;
8206                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8207         }
8208         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8209         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8210                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8211         free(c);
8212         return bmap;
8213 error:
8214         isl_basic_map_free(bmap);
8215         return NULL;
8216 }
8217
8218 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8219         __isl_take isl_basic_set *bset)
8220 {
8221         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8222                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8223 }
8224
8225 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8226 {
8227         if (!bmap)
8228                 return NULL;
8229         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8230                 return bmap;
8231         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8232         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8233         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8234         return bmap;
8235 }
8236
8237 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8238 {
8239         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8240                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8241 }
8242
8243 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8244         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8245 {
8246         int i, cmp;
8247         unsigned total;
8248
8249         if (bmap1 == bmap2)
8250                 return 0;
8251         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8252             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8253                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8254         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8255                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8256         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8257                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8258         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8259                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8260         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8261             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8262                 return 0;
8263         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8264                 return 1;
8265         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8266                 return -1;
8267         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8268                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8269         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8270                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8271         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8272                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8273         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8274         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8275                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8276                 if (cmp)
8277                         return cmp;
8278         }
8279         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8280                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8281                 if (cmp)
8282                         return cmp;
8283         }
8284         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8285                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8286                 if (cmp)
8287                         return cmp;
8288         }
8289         return 0;
8290 }
8291
8292 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8293         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8294 {
8295         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8296 }
8297
8298 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8299 {
8300         int i, cmp;
8301
8302         if (set1 == set2)
8303                 return 0;
8304         if (set1->n != set2->n)
8305                 return set1->n - set2->n;
8306
8307         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8308                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8309                 if (cmp)
8310                         return cmp;
8311         }
8312
8313         return 0;
8314 }
8315
8316 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8317         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8318 {
8319         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8320 }
8321
8322 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8323         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8324 {
8325         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8326                                             (isl_basic_map *)bset2);
8327 }
8328
8329 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8330 {
8331         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8332         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8333
8334         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8335 }
8336
8337 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8338  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8339  * meaning of any possible other copies of map.
8340  */
8341 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8342 {
8343         int i, j;
8344         struct isl_basic_map *bmap;
8345
8346         if (!map)
8347                 return NULL;
8348         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8349                 return map;
8350         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8351                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8352                 if (!bmap)
8353                         goto error;
8354                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8355                 map->p[i] = bmap;
8356         }
8357         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8358         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8359         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8360         if (!map)
8361                 return NULL;
8362         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8363                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8364                         continue;
8365                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8366                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8367                         map->p[j-1] = map->p[j];
8368                 map->n--;
8369         }
8370         return map;
8371 error:
8372         isl_map_free(map);
8373         return NULL;
8374
8375 }
8376
8377 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8378 {
8379         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8380 }
8381
8382 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8383 {
8384         int i;
8385         int equal;
8386
8387         if (!map1 || !map2)
8388                 return -1;
8389
8390         if (map1 == map2)
8391                 return 1;
8392         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8393                 return 0;
8394
8395         map1 = isl_map_copy(map1);
8396         map2 = isl_map_copy(map2);
8397         map1 = isl_map_normalize(map1);
8398         map2 = isl_map_normalize(map2);
8399         if (!map1 || !map2)
8400                 goto error;
8401         equal = map1->n == map2->n;
8402         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8403                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8404                 if (equal < 0)
8405                         goto error;
8406         }
8407         isl_map_free(map1);
8408         isl_map_free(map2);
8409         return equal;
8410 error:
8411         isl_map_free(map1);
8412         isl_map_free(map2);
8413         return -1;
8414 }
8415
8416 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8417 {
8418         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8419 }
8420
8421 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8422 {
8423         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8424                                                 (struct isl_map *)set2);
8425 }
8426
8427 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8428 {
8429         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8430 }
8431
8432 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8433  */
8434 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8435         isl_int min, isl_int max)
8436 {
8437         int k;
8438         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8439
8440         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8441         if (!bset)
8442                 goto error;
8443
8444         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8445         if (k < 0)
8446                 goto error;
8447         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8448         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8449
8450         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8451         if (k < 0)
8452                 goto error;
8453         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8454         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8455
8456         return bset;
8457 error:
8458         isl_basic_set_free(bset);
8459         return NULL;
8460 }
8461
8462 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8463  */
8464 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8465         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8466 {
8467         int i;
8468         unsigned dim;
8469         unsigned nparam;
8470         unsigned extra;
8471         unsigned n_eq;
8472         unsigned n_ineq;
8473         struct isl_basic_set *product = NULL;
8474
8475         if (!list)
8476                 goto error;
8477         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8478         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8479         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8480         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8481         extra = list->p[0]->n_div;
8482         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8483         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8484         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8485                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8486                 isl_assert(list->ctx,
8487                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8488                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8489                 extra += list->p[i]->n_div;
8490                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8491                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8492         }
8493         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8494                                         n_eq, n_ineq);
8495         if (!product)
8496                 goto error;
8497         dim = 0;
8498         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8499                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8500                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8501                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8502         }
8503         isl_basic_set_list_free(list);
8504         return product;
8505 error:
8506         isl_basic_set_free(product);
8507         isl_basic_set_list_free(list);
8508         return NULL;
8509 }
8510
8511 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8512                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8513 {
8514         isl_space *dim_result = NULL;
8515         struct isl_basic_map *bmap;
8516         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8517         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8518
8519         if (!bmap1 || !bmap2)
8520                 goto error;
8521
8522         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8523                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8524         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8525                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8526
8527         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8528         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8529         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8530         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8531         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8532
8533         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8534         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8535         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8536         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8537         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8538         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8539         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8540         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8541         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8542         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8543         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8544
8545         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8546                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8547                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8548                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8549         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8550         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8551         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8552         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8553 error:
8554         isl_basic_map_free(bmap1);
8555         isl_basic_map_free(bmap2);
8556         return NULL;
8557 }
8558
8559 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8560         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8561 {
8562         isl_basic_map *prod;
8563
8564         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8565         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8566         return prod;
8567 }
8568
8569 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8570         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8571 {
8572         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8573 }
8574
8575 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8576         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8577 {
8578         isl_space *space_result = NULL;
8579         isl_basic_map *bmap;
8580         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8581         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8582
8583         if (!bmap1 || !bmap2)
8584                 goto error;
8585
8586         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8587                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8588
8589         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8590         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8591         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8592         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8593
8594         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8595         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8596         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8597         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8598         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8599         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8600         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8601         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8602         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8603         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8604         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8605
8606         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8607                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8608                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8609                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8610         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8611         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8612         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8613         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8614 error:
8615         isl_basic_map_free(bmap1);
8616         isl_basic_map_free(bmap2);
8617         return NULL;
8618 }
8619
8620 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8621         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8622 {
8623         isl_space *dim_result = NULL;
8624         isl_basic_map *bmap;
8625         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8626         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8627
8628         if (!bmap1 || !bmap2)
8629                 goto error;
8630
8631         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8632                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8633                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8634                         "parameters don't match", goto error);
8635
8636         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8637                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8638
8639         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8640         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8641         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8642         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8643
8644         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8645         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8646         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8647         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8648         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8649         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8650         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8651         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8652         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8653         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8654         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8655
8656         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8657                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8658                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8659                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8660         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8661         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8662         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8663         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8664 error:
8665         isl_basic_map_free(bmap1);
8666         isl_basic_map_free(bmap2);
8667         return NULL;
8668 }
8669
8670 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8671         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8672 {
8673         isl_basic_map *prod;
8674
8675         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8676         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8677         return prod;
8678 }
8679
8680 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8681         __isl_take isl_map *map2,
8682         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8683                                            __isl_take isl_space *right),
8684         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8685                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8686 {
8687         unsigned flags = 0;
8688         struct isl_map *result;
8689         int i, j;
8690
8691         if (!map1 || !map2)
8692                 goto error;
8693
8694         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8695                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8696
8697         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8698             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8699                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8700
8701         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8702                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8703                                 map1->n * map2->n, flags);
8704         if (!result)
8705                 goto error;
8706         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8707                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8708                         struct isl_basic_map *part;
8709                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8710                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8711                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8712                                 isl_basic_map_free(part);
8713                         else
8714                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8715                         if (!result)
8716                                 goto error;
8717                 }
8718         isl_map_free(map1);
8719         isl_map_free(map2);
8720         return result;
8721 error:
8722         isl_map_free(map1);
8723         isl_map_free(map2);
8724         return NULL;
8725 }
8726
8727 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8728  */
8729 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8730         __isl_take isl_map *map2)
8731 {
8732         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8733 }
8734
8735 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8736         __isl_take isl_map *map2)
8737 {
8738         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8739 }
8740
8741 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8742  */
8743 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8744         __isl_take isl_map *map2)
8745 {
8746         isl_map *prod;
8747
8748         prod = isl_map_product(map1, map2);
8749         prod = isl_map_flatten(prod);
8750         return prod;
8751 }
8752
8753 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8754  */
8755 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8756 {
8757         return isl_map_range_product(set1, set2);
8758 }
8759
8760 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8761         __isl_take isl_set *set2)
8762 {
8763         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8764 }
8765
8766 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8767  */
8768 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8769         __isl_take isl_map *map2)
8770 {
8771         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8772                                 &isl_basic_map_domain_product);
8773 }
8774
8775 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8776  */
8777 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8778         __isl_take isl_map *map2)
8779 {
8780         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8781                                 &isl_basic_map_range_product);
8782 }
8783
8784 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8785         __isl_take isl_map *map2)
8786 {
8787         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8788                                                 &map_domain_product_aligned);
8789 }
8790
8791 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8792         __isl_take isl_map *map2)
8793 {
8794         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8795                                                 &map_range_product_aligned);
8796 }
8797
8798 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8799  */
8800 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8801         __isl_take isl_map *map2)
8802 {
8803         isl_map *prod;
8804
8805         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8806         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8807         return prod;
8808 }
8809
8810 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8811  */
8812 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8813         __isl_take isl_map *map2)
8814 {
8815         isl_map *prod;
8816
8817         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8818         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8819         return prod;
8820 }
8821
8822 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8823 {
8824         int i;
8825         uint32_t hash = isl_hash_init();
8826         unsigned total;
8827
8828         if (!bmap)
8829                 return 0;
8830         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8831         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8832         if (!bmap)
8833                 return 0;
8834         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8835         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8836         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8837                 uint32_t c_hash;
8838                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8839                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8840         }
8841         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8842         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8843                 uint32_t c_hash;
8844                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8845                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8846         }
8847         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8848         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8849                 uint32_t c_hash;
8850                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8851                         continue;
8852                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8853                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8854                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8855         }
8856         isl_basic_map_free(bmap);
8857         return hash;
8858 }
8859
8860 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8861 {
8862         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8863 }
8864
8865 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8866 {
8867         int i;
8868         uint32_t hash;
8869
8870         if (!map)
8871                 return 0;
8872         map = isl_map_copy(map);
8873         map = isl_map_normalize(map);
8874         if (!map)
8875                 return 0;
8876
8877         hash = isl_hash_init();
8878         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8879                 uint32_t bmap_hash;
8880                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8881                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8882         }
8883                 
8884         isl_map_free(map);
8885
8886         return hash;
8887 }
8888
8889 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8890 {
8891         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8892 }
8893
8894 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8895  * by the values of the other parameters and variables.
8896  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8897  */
8898 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8899 {
8900         int i;
8901         unsigned nparam;
8902
8903         if (!bset)
8904                 return -1;
8905         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8906         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8907                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8908                         return 1;
8909         return 0;
8910 }
8911
8912 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8913  * by the values of the other parameters and variables.
8914  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8915  * for each of the subsets.
8916  */
8917 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8918 {
8919         int i;
8920
8921         if (!set)
8922                 return -1;
8923         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8924                 int unique;
8925                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8926                 if (unique != 1)
8927                         return unique;
8928         }
8929         return 1;
8930 }
8931
8932 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8933 {
8934         return set ? set->n : 0;
8935 }
8936
8937 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8938         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8939 {
8940         int i;
8941
8942         if (!map)
8943                 return -1;
8944
8945         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8946                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8947                         return -1;
8948
8949         return 0;
8950 }
8951
8952 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8953         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8954 {
8955         int i;
8956
8957         if (!set)
8958                 return -1;
8959
8960         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8961                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8962                         return -1;
8963
8964         return 0;
8965 }
8966
8967 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8968 {
8969         isl_space *dim;
8970
8971         if (!bset)
8972                 return NULL;
8973
8974         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8975         if (!bset)
8976                 return NULL;
8977
8978         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8979         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8980         if (!dim)
8981                 goto error;
8982         isl_space_free(bset->dim);
8983         bset->dim = dim;
8984         bset->extra -= bset->n_div;
8985         bset->n_div = 0;
8986
8987         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8988
8989         return bset;
8990 error:
8991         isl_basic_set_free(bset);
8992         return NULL;
8993 }
8994
8995 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8996 {
8997         int i;
8998         isl_space *dim;
8999         unsigned n_div;
9000
9001         set = isl_set_align_divs(set);
9002
9003         if (!set)
9004                 return NULL;
9005
9006         set = isl_set_cow(set);
9007         if (!set)
9008                 return NULL;
9009
9010         n_div = set->p[0]->n_div;
9011         dim = isl_set_get_space(set);
9012         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9013         if (!dim)
9014                 goto error;
9015         isl_space_free(set->dim);
9016         set->dim = dim;
9017
9018         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9019                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9020                 if (!set->p[i])
9021                         goto error;
9022         }
9023
9024         return set;
9025 error:
9026         isl_set_free(set);
9027         return NULL;
9028 }
9029
9030 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9031 {
9032         isl_space *dim;
9033         struct isl_basic_map *bmap;
9034         unsigned n_set;
9035         unsigned n_div;
9036         unsigned n_param;
9037         unsigned total;
9038         int i, k, l;
9039
9040         set = isl_set_align_divs(set);
9041
9042         if (!set)
9043                 return NULL;
9044
9045         dim = isl_set_get_space(set);
9046         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9047                 isl_set_free(set);
9048                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9049         }
9050
9051         n_div = set->p[0]->n_div;
9052         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9053         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9054         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9055         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9056         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9057         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9058                 bmap = var_equal(bmap, i);
9059
9060         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9061         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9062                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9063                 if (k < 0)
9064                         goto error;
9065                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9066                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9067                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9068                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9069                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9070                             set->p[0]->div[i][0]);
9071
9072                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9073                 if (l < 0)
9074                         goto error;
9075                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9076                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9077                             set->p[0]->div[i][0]);
9078                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9079         }
9080
9081         isl_set_free(set);
9082         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9083         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9084         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9085 error:
9086         isl_set_free(set);
9087         isl_basic_map_free(bmap);
9088         return NULL;
9089 }
9090
9091 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9092 {
9093         unsigned dim;
9094         int size = 0;
9095
9096         if (!bset)
9097                 return -1;
9098
9099         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9100         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9101         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9102         size += bset->n_div * (2 + dim);
9103
9104         return size;
9105 }
9106
9107 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9108 {
9109         int i;
9110         int size = 0;
9111
9112         if (!set)
9113                 return -1;
9114
9115         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9116                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9117
9118         return size;
9119 }
9120
9121 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9122  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9123  */
9124 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9125         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9126 {
9127         int i;
9128
9129         if (!bmap)
9130                 return -1;
9131
9132         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9133
9134         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9135
9136         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9137                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9138                         continue;
9139                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9140                         return 1;
9141         }
9142
9143         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9144                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9145                         return 1;
9146
9147         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9148                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9149                 if (sgn > 0)
9150                         lower = 1;
9151                 if (sgn < 0)
9152                         upper = 1;
9153         }
9154
9155         return lower && upper;
9156 }
9157
9158 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9159         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9160 {
9161         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9162 }
9163
9164 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9165         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9166 {
9167         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9168 }
9169
9170 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9171         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9172 {
9173         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9174 }
9175
9176 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9177         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9178 {
9179         int i;
9180
9181         if (!map)
9182                 return -1;
9183
9184         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9185                 int bounded;
9186                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9187                 if (bounded < 0 || !bounded)
9188                         return bounded;
9189         }
9190
9191         return 1;
9192 }
9193
9194 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9195  * and a lower bound.
9196  */
9197 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9198         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9199 {
9200         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9201 }
9202
9203 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9204  */
9205 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9206         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9207         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9208                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9209 {
9210         int i;
9211
9212         if (!map)
9213                 return -1;
9214
9215         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9216                 int bounded;
9217                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9218                 if (bounded < 0 || bounded)
9219                         return bounded;
9220         }
9221
9222         return 0;
9223 }
9224
9225 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9226  */
9227 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9228         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9229 {
9230         return has_any_bound(set, type, pos,
9231                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9232 }
9233
9234 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9235  */
9236 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9237         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9238 {
9239         return has_any_bound(set, type, pos,
9240                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9241 }
9242
9243 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9244  */
9245 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9246         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9247         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
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 = fn(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 has a lower bound (in each of its basic sets).
9266  */
9267 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9268         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9269 {
9270         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9271 }
9272
9273 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9274  */
9275 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9276         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9277 {
9278         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9279 }
9280
9281 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9282  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9283  * elements of the array "signs".
9284  * Sign
9285  *      1 means that the variable is non-negative
9286  *      -1 means that the variable is non-positive
9287  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9288  */
9289 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9290         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9291 {
9292         isl_vec *bound = NULL;
9293         struct isl_tab *tab = NULL;
9294         struct isl_tab_undo *snap;
9295         int i;
9296
9297         if (!bset || !signs)
9298                 return -1;
9299
9300         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9301         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9302         if (!bound || !tab)
9303                 goto error;
9304
9305         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9306         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9307
9308         snap = isl_tab_snap(tab);
9309         for (i = 0; i < n; ++i) {
9310                 int empty;
9311
9312                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9313                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9314                         goto error;
9315                 empty = tab->empty;
9316                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9317                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9318                         goto error;
9319
9320                 if (empty) {
9321                         signs[i] = 1;
9322                         continue;
9323                 }
9324
9325                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9326                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9327                         goto error;
9328                 empty = tab->empty;
9329                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9330                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9331                         goto error;
9332
9333                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9334         }
9335
9336         isl_tab_free(tab);
9337         isl_vec_free(bound);
9338         return 0;
9339 error:
9340         isl_tab_free(tab);
9341         isl_vec_free(bound);
9342         return -1;
9343 }
9344
9345 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9346         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9347 {
9348         if (!bset || !signs)
9349                 return -1;
9350         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9351                 return -1);
9352
9353         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9354         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9355 }
9356
9357 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9358  * In particular, for each output dimension, check that there is
9359  * an equality that defines the output dimension in terms of
9360  * earlier dimensions.
9361  */
9362 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9363 {
9364         int i, j;
9365         unsigned total;
9366         unsigned n_out;
9367         unsigned o_out;
9368
9369         if (!bmap)
9370                 return -1;
9371
9372         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9373         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9374         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9375
9376         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9377                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9378                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9379                                 continue;
9380                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9381                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9382                                 break;
9383                 }
9384                 if (j >= bmap->n_eq)
9385                         return 0;
9386         }
9387
9388         return 1;
9389 }
9390
9391 /* Check if the given basic map is single-valued.
9392  * We simply compute
9393  *
9394  *      M \circ M^-1
9395  *
9396  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9397  */
9398 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9399 {
9400         isl_space *space;
9401         isl_basic_map *test;
9402         isl_basic_map *id;
9403         int sv;
9404
9405         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9406         if (sv < 0 || sv)
9407                 return sv;
9408
9409         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9410         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9411
9412         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9413         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9414         id = isl_basic_map_identity(space);
9415
9416         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9417
9418         isl_basic_map_free(test);
9419         isl_basic_map_free(id);
9420
9421         return sv;
9422 }
9423
9424 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9425  */
9426 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9427 {
9428         if (!map)
9429                 return -1;
9430         if (map->n == 0)
9431                 return 1;
9432         if (map->n >= 2)
9433                 return 0;
9434
9435         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9436 }
9437
9438 /* Check if the given map is single-valued.
9439  * We simply compute
9440  *
9441  *      M \circ M^-1
9442  *
9443  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9444  */
9445 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9446 {
9447         isl_space *dim;
9448         isl_map *test;
9449         isl_map *id;
9450         int sv;
9451
9452         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9453         if (sv < 0 || sv)
9454                 return sv;
9455
9456         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9457         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9458
9459         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9460         id = isl_map_identity(dim);
9461
9462         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9463
9464         isl_map_free(test);
9465         isl_map_free(id);
9466
9467         return sv;
9468 }
9469
9470 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9471 {
9472         int in;
9473
9474         map = isl_map_copy(map);
9475         map = isl_map_reverse(map);
9476         in = isl_map_is_single_valued(map);
9477         isl_map_free(map);
9478
9479         return in;
9480 }
9481
9482 /* Check if the given map is obviously injective.
9483  */
9484 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9485 {
9486         int in;
9487
9488         map = isl_map_copy(map);
9489         map = isl_map_reverse(map);
9490         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9491         isl_map_free(map);
9492
9493         return in;
9494 }
9495
9496 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9497 {
9498         int sv;
9499
9500         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9501         if (sv < 0 || !sv)
9502                 return sv;
9503
9504         return isl_map_is_injective(map);
9505 }
9506
9507 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9508 {
9509         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9510 }
9511
9512 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9513 {
9514         int ok;
9515         isl_set *delta;
9516
9517         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9518         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9519         isl_set_free(delta);
9520
9521         return ok;
9522 }
9523
9524 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9525 {
9526         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9527                 return 0;
9528         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9529                 return 0;
9530         return 1;
9531 }
9532
9533 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9534 {
9535         int i, j;
9536         unsigned nvar;
9537         unsigned ovar;
9538
9539         if (!bset)
9540                 return -1;
9541
9542         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9543                 return 0;
9544
9545         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9546         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9547         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9548                 int lower = 0, upper = 0;
9549                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9550                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9551                                 continue;
9552                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9553                                 return 0;
9554                         break;
9555                 }
9556                 if (i < bset->n_eq)
9557                         continue;
9558                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9559                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9560                                 continue;
9561                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9562                                 return 0;
9563                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9564                                 lower = 1;
9565                         else
9566                                 upper = 1;
9567                 }
9568                 if (!lower || !upper)
9569                         return 0;
9570         }
9571
9572         return 1;
9573 }
9574
9575 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9576 {
9577         if (!set)
9578                 return -1;
9579         if (set->n != 1)
9580                 return 0;
9581
9582         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9583 }
9584
9585 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9586 {
9587         if (!bset)
9588                 return -1;
9589         
9590         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9591 }
9592
9593 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9594 {
9595         if (!set)
9596                 return -1;
9597         
9598         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9599 }
9600
9601 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9602 {
9603         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9604         if (!bmap)
9605                 return NULL;
9606
9607         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9608         if (!bmap->dim)
9609                 goto error;
9610
9611         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9612
9613         return (isl_basic_set *)bmap;
9614 error:
9615         isl_basic_map_free(bmap);
9616         return NULL;
9617 }
9618
9619 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9620 {
9621         int i;
9622
9623         map = isl_map_cow(map);
9624         if (!map)
9625                 return NULL;
9626
9627         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9628                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9629                 if (!map->p[i])
9630                         goto error;
9631         }
9632         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9633         if (!map->dim)
9634                 goto error;
9635
9636         return (isl_set *)map;
9637 error:
9638         isl_map_free(map);
9639         return NULL;
9640 }
9641
9642 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9643 {
9644         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9645         if (!bset)
9646                 return NULL;
9647
9648         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9649         if (!bset->dim)
9650                 goto error;
9651
9652         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9653
9654         return (isl_basic_map *)bset;
9655 error:
9656         isl_basic_set_free(bset);
9657         return NULL;
9658 }
9659
9660 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9661 {
9662         int i;
9663
9664         if (!set)
9665                 return NULL;
9666
9667         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9668                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9669                         goto error);
9670
9671         set = isl_set_cow(set);
9672         if (!set)
9673                 return NULL;
9674
9675         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9676                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9677                 if (!set->p[i])
9678                         goto error;
9679         }
9680
9681         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9682         if (!set->dim)
9683                 goto error;
9684
9685         return (isl_map *)set;
9686 error:
9687         isl_set_free(set);
9688         return NULL;
9689 }
9690
9691 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9692         enum isl_dim_type type)
9693 {
9694         if (!bmap)
9695                 return NULL;
9696
9697         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9698                 return bmap;
9699
9700         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9701         if (!bmap)
9702                 return NULL;
9703
9704         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9705         if (!bmap->dim)
9706                 goto error;
9707
9708         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9709
9710         return bmap;
9711 error:
9712         isl_basic_map_free(bmap);
9713         return NULL;
9714 }
9715
9716 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9717         enum isl_dim_type type)
9718 {
9719         int i;
9720
9721         if (!map)
9722                 return NULL;
9723
9724         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9725                 return map;
9726
9727         map = isl_map_cow(map);
9728         if (!map)
9729                 return NULL;
9730
9731         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9732                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9733                 if (!map->p[i])
9734                         goto error;
9735         }
9736         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9737         if (!map->dim)
9738                 goto error;
9739
9740         return map;
9741 error:
9742         isl_map_free(map);
9743         return NULL;
9744 }
9745
9746 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9747 {
9748         if (!bmap)
9749                 return NULL;
9750
9751         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9752                 return bmap;
9753
9754         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9755         if (!bmap)
9756                 return NULL;
9757
9758         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9759         if (!bmap->dim)
9760                 goto error;
9761
9762         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9763
9764         return bmap;
9765 error:
9766         isl_basic_map_free(bmap);
9767         return NULL;
9768 }
9769
9770 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9771 {
9772         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9773 }
9774
9775 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9776         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9777 {
9778         if (!bmap)
9779                 return NULL;
9780
9781         if (!bmap->dim->nested[0])
9782                 return bmap;
9783
9784         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9785         if (!bmap)
9786                 return NULL;
9787
9788         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9789         if (!bmap->dim)
9790                 goto error;
9791
9792         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9793
9794         return bmap;
9795 error:
9796         isl_basic_map_free(bmap);
9797         return NULL;
9798 }
9799
9800 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9801         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9802 {
9803         if (!bmap)
9804                 return NULL;
9805
9806         if (!bmap->dim->nested[1])
9807                 return bmap;
9808
9809         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9810         if (!bmap)
9811                 return NULL;
9812
9813         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9814         if (!bmap->dim)
9815                 goto error;
9816
9817         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9818
9819         return bmap;
9820 error:
9821         isl_basic_map_free(bmap);
9822         return NULL;
9823 }
9824
9825 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9826 {
9827         int i;
9828
9829         if (!map)
9830                 return NULL;
9831
9832         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9833                 return map;
9834
9835         map = isl_map_cow(map);
9836         if (!map)
9837                 return NULL;
9838
9839         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9840                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9841                 if (!map->p[i])
9842                         goto error;
9843         }
9844         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9845         if (!map->dim)
9846                 goto error;
9847
9848         return map;
9849 error:
9850         isl_map_free(map);
9851         return NULL;
9852 }
9853
9854 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9855 {
9856         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9857 }
9858
9859 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9860 {
9861         isl_space *dim, *flat_dim;
9862         isl_map *map;
9863
9864         dim = isl_set_get_space(set);
9865         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9866         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9867         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9868
9869         return map;
9870 }
9871
9872 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9873 {
9874         int i;
9875
9876         if (!map)
9877                 return NULL;
9878
9879         if (!map->dim->nested[0])
9880                 return map;
9881
9882         map = isl_map_cow(map);
9883         if (!map)
9884                 return NULL;
9885
9886         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9887                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9888                 if (!map->p[i])
9889                         goto error;
9890         }
9891         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9892         if (!map->dim)
9893                 goto error;
9894
9895         return map;
9896 error:
9897         isl_map_free(map);
9898         return NULL;
9899 }
9900
9901 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9902 {
9903         int i;
9904
9905         if (!map)
9906                 return NULL;
9907
9908         if (!map->dim->nested[1])
9909                 return map;
9910
9911         map = isl_map_cow(map);
9912         if (!map)
9913                 return NULL;
9914
9915         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9916                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9917                 if (!map->p[i])
9918                         goto error;
9919         }
9920         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9921         if (!map->dim)
9922                 goto error;
9923
9924         return map;
9925 error:
9926         isl_map_free(map);
9927         return NULL;
9928 }
9929
9930 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9931  * and set the dimension specification to "dim".
9932  */
9933 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9934         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9935 {
9936         isl_basic_map *res;
9937         unsigned flags;
9938
9939         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9940         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9941                 goto error;
9942
9943         flags = bmap->flags;
9944         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9945         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9946         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9947         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9948                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9949         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9950         if (res)
9951                 res->flags = flags;
9952         res = isl_basic_map_finalize(res);
9953         return res;
9954 error:
9955         free(dim_map);
9956         isl_basic_map_free(bmap);
9957         isl_space_free(dim);
9958         return NULL;
9959 }
9960
9961 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9962  */
9963 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9964         __isl_take isl_reordering *r)
9965 {
9966         int i;
9967         struct isl_dim_map *dim_map;
9968
9969         map = isl_map_cow(map);
9970         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9971         if (!map || !r || !dim_map)
9972                 goto error;
9973
9974         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9975                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9976
9977                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9978
9979                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9980                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9981
9982                 if (!map->p[i])
9983                         goto error;
9984         }
9985
9986         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9987
9988         isl_reordering_free(r);
9989         free(dim_map);
9990         return map;
9991 error:
9992         free(dim_map);
9993         isl_map_free(map);
9994         isl_reordering_free(r);
9995         return NULL;
9996 }
9997
9998 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9999         __isl_take isl_reordering *r)
10000 {
10001         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10002 }
10003
10004 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10005         __isl_take isl_space *model)
10006 {
10007         isl_ctx *ctx;
10008
10009         if (!map || !model)
10010                 goto error;
10011
10012         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10013         if (!isl_space_has_named_params(model))
10014                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10015                         "model has unnamed parameters", goto error);
10016         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10017                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10018                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10019         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10020                 isl_reordering *exp;
10021
10022                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10023                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10024                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10025                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10026                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10027                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10028                 map = isl_map_realign(map, exp);
10029         }
10030
10031         isl_space_free(model);
10032         return map;
10033 error:
10034         isl_space_free(model);
10035         isl_map_free(map);
10036         return NULL;
10037 }
10038
10039 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10040         __isl_take isl_space *model)
10041 {
10042         return isl_map_align_params(set, model);
10043 }
10044
10045 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10046  * additional parameters if needed.
10047  */
10048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10049         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10050 {
10051         isl_ctx *ctx;
10052
10053         if (!bmap || !model)
10054                 goto error;
10055
10056         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10057         if (!isl_space_has_named_params(model))
10058                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10059                         "model has unnamed parameters", goto error);
10060         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10061                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10062                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10063         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10064                 isl_reordering *exp;
10065                 struct isl_dim_map *dim_map;
10066
10067                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10068                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10069                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10070                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10071                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10072                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10073                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10074                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10075                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10076                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10077                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10078                 isl_reordering_free(exp);
10079                 free(dim_map);
10080         }
10081
10082         isl_space_free(model);
10083         return bmap;
10084 error:
10085         isl_space_free(model);
10086         isl_basic_map_free(bmap);
10087         return NULL;
10088 }
10089
10090 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10091  * additional parameters if needed.
10092  */
10093 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10094         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10095 {
10096         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10097 }
10098
10099 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10100                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10101                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10102                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10103 {
10104         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10105         struct isl_mat *mat;
10106         int i, j, k;
10107         int pos;
10108
10109         if (!bmap)
10110                 return NULL;
10111         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10112                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10113         if (!mat)
10114                 return NULL;
10115         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10116                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10117                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10118                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10119                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10120                                             bmap->eq[i][off + k]);
10121                                 ++pos;
10122                         }
10123                 }
10124
10125         return mat;
10126 }
10127
10128 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10129                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10130                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10131                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10132 {
10133         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10134         struct isl_mat *mat;
10135         int i, j, k;
10136         int pos;
10137
10138         if (!bmap)
10139                 return NULL;
10140         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10141                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10142         if (!mat)
10143                 return NULL;
10144         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10145                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10146                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10147                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10148                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10149                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10150                                 ++pos;
10151                         }
10152                 }
10153
10154         return mat;
10155 }
10156
10157 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10158         __isl_take isl_space *dim,
10159         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10160         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10161         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10162 {
10163         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10164         isl_basic_map *bmap;
10165         unsigned total;
10166         unsigned extra;
10167         int i, j, k, l;
10168         int pos;
10169
10170         if (!dim || !eq || !ineq)
10171                 goto error;
10172
10173         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10174                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10175                         "equalities and inequalities matrices should have "
10176                         "same number of columns", goto error);
10177
10178         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10179
10180         if (eq->n_col < total)
10181                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10182                         "number of columns too small", goto error);
10183
10184         extra = eq->n_col - total;
10185
10186         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10187                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10188         if (!bmap)
10189                 goto error;
10190         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10191                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10192                 if (k < 0)
10193                         goto error;
10194                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10195         }
10196         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10197                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10198                 if (l < 0)
10199                         goto error;
10200                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10201                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10202                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10203                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10204                                             eq->row[i][pos]);
10205                                 ++pos;
10206                         }
10207                 }
10208         }
10209         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10210                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10211                 if (l < 0)
10212                         goto error;
10213                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10214                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10215                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10216                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10217                                             ineq->row[i][pos]);
10218                                 ++pos;
10219                         }
10220                 }
10221         }
10222
10223         isl_space_free(dim);
10224         isl_mat_free(eq);
10225         isl_mat_free(ineq);
10226
10227         return bmap;
10228 error:
10229         isl_space_free(dim);
10230         isl_mat_free(eq);
10231         isl_mat_free(ineq);
10232         return NULL;
10233 }
10234
10235 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10236         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10237         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10238 {
10239         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10240                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10241 }
10242
10243 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10244         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10245         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10246 {
10247         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10248                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10249 }
10250
10251 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10252         __isl_take isl_space *dim,
10253         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10254         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10255 {
10256         return (isl_basic_set*)
10257             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10258                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10259 }
10260
10261 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10262 {
10263         if (!bmap)
10264                 return -1;
10265         
10266         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10267 }
10268
10269 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10270 {
10271         if (!map)
10272                 return -1;
10273         
10274         return isl_space_can_zip(map->dim);
10275 }
10276
10277 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10278  * (A -> C) -> (B -> D).
10279  */
10280 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10281 {
10282         unsigned pos;
10283         unsigned n1;
10284         unsigned n2;
10285
10286         if (!bmap)
10287                 return NULL;
10288
10289         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10290                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10291                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10292         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10293                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10294         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10295         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10296         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10297         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10298         if (!bmap)
10299                 return NULL;
10300         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10301         if (!bmap->dim)
10302                 goto error;
10303         return bmap;
10304 error:
10305         isl_basic_map_free(bmap);
10306         return NULL;
10307 }
10308
10309 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10310  * (A -> C) -> (B -> D).
10311  */
10312 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10313 {
10314         int i;
10315
10316         if (!map)
10317                 return NULL;
10318
10319         if (!isl_map_can_zip(map))
10320                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10321                         goto error);
10322
10323         map = isl_map_cow(map);
10324         if (!map)
10325                 return NULL;
10326
10327         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10328                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10329                 if (!map->p[i])
10330                         goto error;
10331         }
10332
10333         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10334         if (!map->dim)
10335                 goto error;
10336
10337         return map;
10338 error:
10339         isl_map_free(map);
10340         return NULL;
10341 }
10342
10343 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10344  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10345  */
10346 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10347 {
10348         if (!bmap)
10349                 return -1;
10350
10351         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10352 }
10353
10354 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10355  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10356  */
10357 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10358 {
10359         if (!map)
10360                 return -1;
10361
10362         return isl_space_can_curry(map->dim);
10363 }
10364
10365 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10366  * A -> (B -> C).
10367  */
10368 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10369 {
10370
10371         if (!bmap)
10372                 return NULL;
10373
10374         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10375                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10376                         "basic map cannot be curried", goto error);
10377         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10378         if (!bmap->dim)
10379                 goto error;
10380         return bmap;
10381 error:
10382         isl_basic_map_free(bmap);
10383         return NULL;
10384 }
10385
10386 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10387  * A -> (B -> C).
10388  */
10389 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10390 {
10391         int i;
10392
10393         if (!map)
10394                 return NULL;
10395
10396         if (!isl_map_can_curry(map))
10397                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10398                         goto error);
10399
10400         map = isl_map_cow(map);
10401         if (!map)
10402                 return NULL;
10403
10404         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10405                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10406                 if (!map->p[i])
10407                         goto error;
10408         }
10409
10410         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10411         if (!map->dim)
10412                 goto error;
10413
10414         return map;
10415 error:
10416         isl_map_free(map);
10417         return NULL;
10418 }
10419
10420 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10421  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10422  */
10423 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10424 {
10425         if (!bmap)
10426                 return -1;
10427
10428         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10429 }
10430
10431 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10432  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10433  */
10434 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10435 {
10436         if (!map)
10437                 return -1;
10438
10439         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10440 }
10441
10442 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10443  * (A -> B) -> C.
10444  */
10445 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10446 {
10447
10448         if (!bmap)
10449                 return NULL;
10450
10451         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10452                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10453                         "basic map cannot be uncurried",
10454                         return isl_basic_map_free(bmap));
10455         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10456         if (!bmap->dim)
10457                 return isl_basic_map_free(bmap);
10458         return bmap;
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_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10465 {
10466         int i;
10467
10468         if (!map)
10469                 return NULL;
10470
10471         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10472                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10473                         return isl_map_free(map));
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_uncurry(map->p[i]);
10481                 if (!map->p[i])
10482                         return isl_map_free(map);
10483         }
10484
10485         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10486         if (!map->dim)
10487                 return isl_map_free(map);
10488
10489         return map;
10490 }
10491
10492 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10493  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10494  */
10495 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10496 {
10497         int k;
10498         int pos;
10499         isl_local_space *ls;
10500         isl_basic_map *bmap;
10501
10502         if (!aff)
10503                 return NULL;
10504
10505         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10506         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10507         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10508         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10509         if (k < 0)
10510                 goto error;
10511
10512         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10513         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10514         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10515         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10516                     aff->v->size - (pos + 1));
10517
10518         isl_aff_free(aff);
10519         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10520         return bmap;
10521 error:
10522         isl_aff_free(aff);
10523         isl_basic_map_free(bmap);
10524         return NULL;
10525 }
10526
10527 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10528  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10529  */
10530 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10531 {
10532         isl_basic_map *bmap;
10533
10534         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10535         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10536 }
10537
10538 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10539  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10540  * corresponding affine expression.
10541  */
10542 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10543         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10544 {
10545         int i;
10546         isl_space *space;
10547         isl_basic_map *bmap;
10548
10549         if (!maff)
10550                 return NULL;
10551
10552         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10553                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10554                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10555
10556         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10557         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10558
10559         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10560                 isl_aff *aff;
10561                 isl_basic_map *bmap_i;
10562
10563                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10564                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10565
10566                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10567         }
10568
10569         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10570
10571         isl_multi_aff_free(maff);
10572         return bmap;
10573 }
10574
10575 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10576  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10577  * corresponding affine expression.
10578  */
10579 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10580 {
10581         isl_basic_map *bmap;
10582
10583         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10584         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10585 }
10586
10587 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10588  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10589  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10590  * corresponding affine expression.
10591  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10592  * domain_dim.
10593  */
10594 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10595         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10596 {
10597         int i;
10598         isl_space *dim;
10599         isl_basic_map *bmap;
10600
10601         if (!list)
10602                 return NULL;
10603
10604         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10605         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10606
10607         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10608                 isl_aff *aff;
10609                 isl_basic_map *bmap_i;
10610
10611                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10612                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10613
10614                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10615         }
10616
10617         isl_aff_list_free(list);
10618         return bmap;
10619 }
10620
10621 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10622         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10623 {
10624         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10625 }
10626
10627 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10628  */
10629 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10630         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10631 {
10632         isl_basic_map *bmap = NULL;
10633         int i;
10634
10635         if (!space)
10636                 return NULL;
10637
10638         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10639                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10640                         "index out of bounds", goto error);
10641         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10642                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10643                         "index out of bounds", goto error);
10644
10645         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10646                 return isl_basic_map_universe(space);
10647
10648         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10649         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10650         if (i < 0)
10651                 goto error;
10652         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10653         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10654         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10655         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10656         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10657         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10658         isl_space_free(space);
10659         return bmap;
10660 error:
10661         isl_space_free(space);
10662         isl_basic_map_free(bmap);
10663         return NULL;
10664 }
10665
10666 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10667  */
10668 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10669         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10670 {
10671         isl_basic_map *eq;
10672
10673         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10674
10675         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10676
10677         return bmap;
10678 }
10679
10680 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10681  */
10682 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10683         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10684 {
10685         isl_basic_map *bmap;
10686
10687         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10688
10689         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10690
10691         return map;
10692 }
10693
10694 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10695  */
10696 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10697         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10698 {
10699         isl_basic_map *bmap = NULL;
10700         int i;
10701
10702         if (!map)
10703                 return NULL;
10704
10705         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10706                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10707                         "index out of bounds", goto error);
10708         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10709                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10710                         "index out of bounds", goto error);
10711
10712         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10713         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10714         if (i < 0)
10715                 goto error;
10716         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10717         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10718         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10719         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10720         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10721         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10722
10723         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10724
10725         return map;
10726 error:
10727         isl_basic_map_free(bmap);
10728         isl_map_free(map);
10729         return NULL;
10730 }
10731
10732 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10733  * greater than or equal to that of the second.
10734  */
10735 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10736         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10737 {
10738         isl_constraint *c;
10739         isl_local_space *ls;
10740
10741         if (!bmap)
10742                 return NULL;
10743
10744         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10745                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10746                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10747         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10748                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10749                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10750
10751         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10752                 return bmap;
10753
10754         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10755         c = isl_inequality_alloc(ls);
10756         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10757         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10758         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10759
10760         return bmap;
10761 }
10762
10763 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10764  * greater than that of the second.
10765  */
10766 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10767         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10768 {
10769         isl_basic_map *bmap = NULL;
10770         int i;
10771
10772         if (!map)
10773                 return NULL;
10774
10775         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10776                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10777                         "index out of bounds", goto error);
10778         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10779                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10780                         "index out of bounds", goto error);
10781
10782         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10783                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10784                 isl_map_free(map);
10785                 return isl_map_empty(space);
10786         }
10787
10788         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10789         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10790         if (i < 0)
10791                 goto error;
10792         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10793         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10794         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10795         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10796         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10797         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10798         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10799
10800         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10801
10802         return map;
10803 error:
10804         isl_basic_map_free(bmap);
10805         isl_map_free(map);
10806         return NULL;
10807 }
10808
10809 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10810  * smaller than that of the second.
10811  */
10812 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10813         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10814 {
10815         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10816 }
10817
10818 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10819         int pos)
10820 {
10821         isl_aff *div;
10822         isl_local_space *ls;
10823
10824         if (!bmap)
10825                 return NULL;
10826
10827         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10828                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10829                         "some divs are unknown", return NULL);
10830
10831         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10832         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10833         isl_local_space_free(ls);
10834
10835         return div;
10836 }
10837
10838 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10839         int pos)
10840 {
10841         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10842 }
10843
10844 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10845  *
10846  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10847  *
10848  *      f/d
10849  *
10850  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10851  *
10852  *      floor((a i + g)/m)
10853  *
10854  * is replaced by
10855  *
10856  *      floor((a f + d g)/(m d))
10857  *
10858  * Constraints of the form
10859  *
10860  *      a i + g
10861  *
10862  * are replaced by
10863  *
10864  *      a f + d g
10865  *
10866  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10867  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10868  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10869  */
10870 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10871         __isl_take isl_basic_set *bset,
10872         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10873 {
10874         int i;
10875         isl_int v;
10876         isl_ctx *ctx;
10877
10878         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10879                 return bset;
10880
10881         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10882         if (!bset || !subs)
10883                 goto error;
10884
10885         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10886         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10887                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10888                         "spaces don't match", goto error);
10889         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10890                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10891                         "cannot handle divs yet", goto error);
10892         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10893                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10894                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10895
10896         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10897
10898         isl_int_init(v);
10899
10900         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10901                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10902                         continue;
10903                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10904                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10905                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10906                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10907         }
10908
10909         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10910                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10911                         continue;
10912                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10913                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10914                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10915                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10916         }
10917
10918         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10919                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10920                         continue;
10921                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10922                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10923                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10924                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10925                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10926                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10927         }
10928
10929         isl_int_clear(v);
10930
10931         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10932         return isl_basic_set_finalize(bset);
10933 error:
10934         isl_basic_set_free(bset);
10935         return NULL;
10936 }
10937
10938 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10939  */
10940 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10941         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10942 {
10943         int i;
10944
10945         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10946                 return set;
10947
10948         set = isl_set_cow(set);
10949         if (!set || !subs)
10950                 goto error;
10951
10952         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10953                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10954                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10955                         goto error;
10956         }
10957
10958         return set;
10959 error:
10960         isl_set_free(set);
10961         return NULL;
10962 }
10963
10964 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10965  * Return -1 if anything is wrong.
10966  */
10967 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
10968         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10969 {
10970         int m;
10971         isl_space *ma_space;
10972
10973         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
10974         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
10975         isl_space_free(ma_space);
10976         if (m >= 0 && !m)
10977                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10978                         "spaces don't match", return -1);
10979         return m;
10980 }
10981
10982 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
10983  * Return -1 if anything is wrong.
10984  */
10985 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
10986         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10987 {
10988         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
10989 }
10990
10991 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
10992  * of the other divs in "bset".
10993  */
10994 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10995         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
10996 {
10997         int i;
10998         isl_local_space *ls;
10999
11000         if (n_div == 0)
11001                 return 0;
11002
11003         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11004         if (!ls)
11005                 return -1;
11006
11007         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11008                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11009                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11010                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11011                         goto error;
11012         }
11013
11014         isl_local_space_free(ls);
11015         return 0;
11016 error:
11017         isl_local_space_free(ls);
11018         return -1;
11019 }
11020
11021 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11022  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11023  * different from one?
11024  */
11025 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11026 {
11027         int i;
11028         int strides = 0;
11029
11030         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11031                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11032                         strides++;
11033
11034         return strides;
11035 }
11036
11037 /* For each affine expression in ma of the form
11038  *
11039  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11040  *
11041  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11042  * of the form
11043  *
11044  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11045  *
11046  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11047  */
11048 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11049         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11050 {
11051         int i, k;
11052         int div;
11053         int total;
11054
11055         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11056         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11057                 int len;
11058
11059                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11060                         continue;
11061                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11062                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11063                 if (div < 0 || k < 0)
11064                         goto error;
11065                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11066                 len = ma->p[i]->v->size;
11067                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11068                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11069                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11070                 total++;
11071         }
11072
11073         return bset;
11074 error:
11075         isl_basic_set_free(bset);
11076         return NULL;
11077 }
11078
11079 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11080  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11081  * that lives in the domain space of "ma".
11082  *
11083  * If bset is represented by
11084  *
11085  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11086  *
11087  * and ma is represented by
11088  *
11089  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11090  *
11091  * then the result is
11092  *
11093  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11094  *
11095  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11096  * In particular
11097  *
11098  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11099  *
11100  * becomes
11101  *
11102  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11103  *
11104  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11105  *
11106  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11107  *
11108  * the additional constraints are added to ensure that we only
11109  * map back integer points.  That is we enforce
11110  *
11111  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11112  *
11113  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11114  *
11115  * We first copy over the divs from "ma".
11116  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11117  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11118  */
11119 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11120         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11121 {
11122         int i, k;
11123         isl_space *space;
11124         isl_basic_set *res = NULL;
11125         int n_div_bset, n_div_ma;
11126         isl_int f, c1, c2, g;
11127         int rational, strides;
11128
11129         isl_int_init(f);
11130         isl_int_init(c1);
11131         isl_int_init(c2);
11132         isl_int_init(g);
11133
11134         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11135         if (!bset || !ma)
11136                 goto error;
11137         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11138                 goto error;
11139
11140         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11141         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11142
11143         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11144         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11145         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11146         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11147                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11148         if (rational)
11149                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11150
11151         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11152                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11153                         goto error;
11154
11155         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11156                 goto error;
11157
11158         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11159                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11160                 if (k < 0)
11161                         goto error;
11162                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11163                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11164         }
11165
11166         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11167                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11168                 if (k < 0)
11169                         goto error;
11170                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11171                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11172         }
11173
11174         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11175                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11176                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11177                         continue;
11178                 }
11179                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11180                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11181         }
11182
11183         if (strides)
11184                 res = add_ma_strides(res, ma);
11185
11186         isl_int_clear(f);
11187         isl_int_clear(c1);
11188         isl_int_clear(c2);
11189         isl_int_clear(g);
11190         isl_basic_set_free(bset);
11191         isl_multi_aff_free(ma);
11192         res = isl_basic_set_simplify(res);
11193         return isl_basic_set_finalize(res);
11194 error:
11195         isl_int_clear(f);
11196         isl_int_clear(c1);
11197         isl_int_clear(c2);
11198         isl_int_clear(g);
11199         isl_basic_set_free(bset);
11200         isl_multi_aff_free(ma);
11201         isl_basic_set_free(res);
11202         return NULL;
11203 }
11204
11205 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11206  * Return -1 if anything is wrong.
11207  */
11208 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11209         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11210 {
11211         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11212 }
11213
11214 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11215  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11216  * that lives in the domain space of "ma".
11217  */
11218 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11219         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11220 {
11221         int i;
11222
11223         set = isl_set_cow(set);
11224         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11225         if (!set || !ma)
11226                 goto error;
11227         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11228                 goto error;
11229
11230         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11231                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11232                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11233                 if (!set->p[i])
11234                         goto error;
11235         }
11236
11237         isl_space_free(set->dim);
11238         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11239         if (!set->dim)
11240                 goto error;
11241
11242         isl_multi_aff_free(ma);
11243         if (set->n > 1)
11244                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11245         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11246         return set;
11247 error:
11248         isl_multi_aff_free(ma);
11249         isl_set_free(set);
11250         return NULL;
11251 }
11252
11253 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11254         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11255 {
11256         if (!set || !ma)
11257                 goto error;
11258
11259         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11260                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11261
11262         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11263             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11264                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11265                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11266         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11267         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11268
11269         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11270 error:
11271         isl_multi_aff_free(ma);
11272         return isl_set_free(set);
11273 }
11274
11275 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11276  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11277  * that lives in the domain space of "pma".
11278  */
11279 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11280         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11281 {
11282         int i;
11283         isl_set *res;
11284
11285         if (!pma)
11286                 goto error;
11287
11288         if (pma->n == 0) {
11289                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11290                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11291                 isl_set_free(set);
11292                 return res;
11293         }
11294
11295         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11296                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11297         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11298
11299         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11300                 isl_set *res_i;
11301
11302                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11303                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11304                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11305                 res = isl_set_union(res, res_i);
11306         }
11307
11308         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11309         isl_set_free(set);
11310         return res;
11311 error:
11312         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11313         isl_set_free(set);
11314         return NULL;
11315 }
11316
11317 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11318         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11319 {
11320         if (!set || !pma)
11321                 goto error;
11322
11323         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11324                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11325
11326         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11327             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11328                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11329                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11330         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11331         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11332
11333         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11334 error:
11335         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11336         return isl_set_free(set);
11337 }