2f01c139dbf1455aa080010fe77de05285c2b196
[platform/upstream/isl.git] / doc / user.pod
1 =head1 Introduction
2
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
12
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
22
23 =head2 Backward Incompatible Changes
24
25 =head3 Changes since isl-0.02
26
27 =over
28
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
31
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
35
36 =back
37
38 =head3 Changes since isl-0.03
39
40 =over
41
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
46
47 =back
48
49 =head3 Changes since isl-0.04
50
51 =over
52
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
55
56 =back
57
58 =head3 Changes since isl-0.05
59
60 =over
61
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
64
65 =back
66
67 =head1 Installation
68
69 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
70 or from the git repository.  Both are available from
71 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
72 The installation process depends on how you obtained
73 the source.
74
75 =head2 Installation from the git repository
76
77 =over
78
79 =item 1 Clone or update the repository
80
81 The first time the source is obtained, you need to clone
82 the repository.
83
84         git clone git://repo.or.cz/isl.git
85
86 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
87
88         git pull
89
90 =item 2 Generate C<configure>
91
92         ./autogen.sh
93
94 =back
95
96 After performing the above steps, continue
97 with the L<Common installation instructions>.
98
99 =head2 Common installation instructions
100
101 =over
102
103 =item 1 Obtain C<GMP>
104
105 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
106 Your distribution may not provide these header files by default
107 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
108 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
109 source, available from L<http://gmplib.org/>.
110
111 =item 2 Configure
112
113 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
114 To run it, just type
115
116         ./configure
117
118 optionally followed by some configure options.
119 A complete list of options can be obtained by running
120
121         ./configure --help
122
123 Below we discuss some of the more common options.
124
125 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
126 C<piplib> functionality is currently used by default.
127 The C<--with-piplib> option can
128 be used to specify which C<piplib>
129 library to use, either an installed version (C<system>),
130 an externally built version (C<build>)
131 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
132 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
133 and C<piplib>.
134
135 =over
136
137 =item C<--prefix>
138
139 Installation prefix for C<isl>
140
141 =item C<--with-gmp-prefix>
142
143 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
144
145 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
146
147 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
148
149 =item C<--with-piplib>
150
151 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
152
153 =item C<--with-piplib-prefix>
154
155 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
156
157 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
158
159 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
160
161 =item C<--with-piplib-builddir>
162
163 Location where C<build> C<piplib> was built.
164
165 =back
166
167 =item 3 Compile
168
169         make
170
171 =item 4 Install (optional)
172
173         make install
174
175 =back
176
177 =head1 Library
178
179 =head2 Initialization
180
181 All manipulations of integer sets and relations occur within
182 the context of an C<isl_ctx>.
183 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
184 All arguments of a function are required to have been allocated
185 within the same context.
186 There are currently no functions available for moving an object
187 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
188 there is currently no way of safely moving an object from one
189 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
190
191 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
192 freed using C<isl_ctx_free>.
193 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
194 before the C<isl_ctx> itself is freed.
195
196         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
197         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
198
199 =head2 Integers
200
201 All operations on integers, mainly the coefficients
202 of the constraints describing the sets and relations,
203 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
204 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
205 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
206 are wrapped inside C<isl> specific macros.
207 The basic type is C<isl_int> and the operations below
208 are available on this type.
209 The meanings of these operations are essentially the same
210 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
211 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
212 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
213 and they need to be released with C<isl_int_clear>
214 after the last use.
215 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
216 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
217 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
218 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
219
220 =over
221
222 =item isl_int_init(i)
223
224 =item isl_int_clear(i)
225
226 =item isl_int_set(r,i)
227
228 =item isl_int_set_si(r,i)
229
230 =item isl_int_set_gmp(r,g)
231
232 =item isl_int_get_gmp(i,g)
233
234 =item isl_int_abs(r,i)
235
236 =item isl_int_neg(r,i)
237
238 =item isl_int_swap(i,j)
239
240 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
241
242 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
243
244 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
245
246 =item isl_int_add(r,i,j)
247
248 =item isl_int_sub(r,i,j)
249
250 =item isl_int_mul(r,i,j)
251
252 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
253
254 =item isl_int_addmul(r,i,j)
255
256 =item isl_int_submul(r,i,j)
257
258 =item isl_int_gcd(r,i,j)
259
260 =item isl_int_lcm(r,i,j)
261
262 =item isl_int_divexact(r,i,j)
263
264 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
265
266 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
267
268 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
269
270 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
271
272 =item isl_int_read(r,s)
273
274 =item isl_int_print(out,i,width)
275
276 =item isl_int_sgn(i)
277
278 =item isl_int_cmp(i,j)
279
280 =item isl_int_cmp_si(i,si)
281
282 =item isl_int_eq(i,j)
283
284 =item isl_int_ne(i,j)
285
286 =item isl_int_lt(i,j)
287
288 =item isl_int_le(i,j)
289
290 =item isl_int_gt(i,j)
291
292 =item isl_int_ge(i,j)
293
294 =item isl_int_abs_eq(i,j)
295
296 =item isl_int_abs_ne(i,j)
297
298 =item isl_int_abs_lt(i,j)
299
300 =item isl_int_abs_gt(i,j)
301
302 =item isl_int_abs_ge(i,j)
303
304 =item isl_int_is_zero(i)
305
306 =item isl_int_is_one(i)
307
308 =item isl_int_is_negone(i)
309
310 =item isl_int_is_pos(i)
311
312 =item isl_int_is_neg(i)
313
314 =item isl_int_is_nonpos(i)
315
316 =item isl_int_is_nonneg(i)
317
318 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
319
320 =back
321
322 =head2 Sets and Relations
323
324 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
325 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
326 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
327 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
328 can be described as a conjunction of affine constraints, while
329 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
330 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
331 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
332 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
333 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
334 where dimensions with different space names
335 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
336 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
337 one set of variables, while relations have two sets of variables,
338 input variables and output variables.
339
340 =head2 Memory Management
341
342 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
343 several substeps and since the user is usually not interested in
344 the intermediate results, most functions that return a new object
345 will also release all the objects passed as arguments.
346 If the user still wants to use one or more of these arguments
347 after the function call, she should pass along a copy of the
348 object rather than the object itself.
349 The user is then responsible for make sure that the original
350 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
351
352 The arguments and return values of all documents functions are
353 annotated to make clear which arguments are released and which
354 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
355 are used
356
357 =over
358
359 =item C<__isl_give>
360
361 C<__isl_give> means that a new object is returned.
362 The user should make sure that the returned pointer is
363 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
364 In between, it can be used as a value for as many
365 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
366 There is one exception, and that is the case where the
367 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
368 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
369
370 =item C<__isl_take>
371
372 C<__isl_take> means that the object the argument points to
373 is taken over by the function and may no longer be used
374 by the user as an argument to any other function.
375 The pointer value must be one returned by a function
376 returning an C<__isl_give> pointer.
377 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
378 be treated as an error in the sense that the function will
379 not perform its usual operation.  However, it will still
380 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
381 are released.
382
383 =item C<__isl_keep>
384
385 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
386 temporarily.  After the function has finished, the user
387 can still use it as an argument to other functions.
388 A C<NULL> value will be treated in the same way as
389 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
390
391 =back
392
393 =head2 Dimension Specifications
394
395 Whenever a new set or relation is created from scratch,
396 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
397
398         #include <isl/dim.h>
399         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
400                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
401         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
402                 unsigned nparam, unsigned dim);
403         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
404         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
405         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
406                 enum isl_dim_type type);
407
408 The dimension specification used for creating a set
409 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
410 that for creating a relation
411 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
412 C<isl_dim_size> can be used
413 to find out the number of dimensions of each type in
414 a dimension specification, where type may be
415 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
416 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
417 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
418
419 It is often useful to create objects that live in the
420 same space as some other object.  This can be accomplished
421 by creating the new objects
422 (see L<Creating New Sets and Relations> or
423 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
424 specification of the original object.
425
426         #include <isl/set.h>
427         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
428                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
429         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
430
431         #include <isl/union_set.h>
432         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
433                 __isl_keep isl_union_set *uset);
434
435         #include <isl/map.h>
436         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
437                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
438         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
439
440         #include <isl/union_map.h>
441         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
442                 __isl_keep isl_union_map *umap);
443
444         #include <isl/polynomial.h>
445         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
446                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
447         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
448                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
449         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
450                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
451         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
452                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
453
454 The names of the individual dimensions may be set or read off
455 using the following functions.
456
457         #include <isl/dim.h>
458         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
459                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
460                                  __isl_keep const char *name);
461         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
462                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
463
464 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
465 data structure, so the result can only be used while the
466 corresponding C<isl_dim> is alive.
467 Also note that every function that operates on two sets or relations
468 requires that both arguments have the same parameters.  This also
469 means that if one of the arguments has named parameters, then the
470 other needs to have named parameters too and the names need to match.
471 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
472 have different parameters (as long as they are named), in which case
473 the result will have as parameters the union of the parameters of
474 the arguments.
475
476 The names of entire spaces may be set or read off
477 using the following functions.
478
479         #include <isl/dim.h>
480         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
481                 __isl_take isl_dim *dim,
482                 enum isl_dim_type type, const char *s);
483         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
484                 enum isl_dim_type type);
485
486 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
487 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
488 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
489 data structure.
490 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
491 to have the same name.
492
493 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
494 the domain or range of a relation can be a nested relation.
495 The following functions can be used to construct and deconstruct
496 such nested dimension specifications.
497
498         #include <isl/dim.h>
499         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
500         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
501         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
502
503 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
504 be the dimension specification of a set, while that of
505 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
506 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
507 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
508 of a set.
509
510 Dimension specifications can be created from other dimension
511 specifications using the following functions.
512
513         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
514         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
515         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
516         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
517         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
518         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
519                 __isl_take isl_dim *right);
520         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
521                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
522         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
523                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
524         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
525                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
526
527 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
528 the name and the internal structure are lost.
529
530 =head2 Input and Output
531
532 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
533 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
534 in some cases.
535
536 =head3 C<isl> format
537
538 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
539 syntax for describing the parameters and allows for the definition
540 of an existentially quantified variable as the integer division
541 of an affine expression.
542 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
543 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
544
545         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
546                                 i - 10 a <= 6) }
547
548 A set or relation can have several disjuncts, separated
549 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
550 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
551 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
552 C<and>.
553
554 =head3 C<PolyLib> format
555
556 If the represented set is a union, then the first line
557 contains a single number representing the number of disjuncts.
558 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
559
560 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
561 The first line contains two numbers representing
562 the number of rows and columns,
563 where the number of rows is equal to the number of constraints
564 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
565 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
566 In each row, the first column indicates whether the constraint
567 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
568 corresponds to the constant term.
569
570 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
571 appear in the last columns before the constant column.
572 The coefficients of any existentially quantified variables appear
573 between those of the set variables and those of the parameters.
574
575 =head3 Extended C<PolyLib> format
576
577 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
578 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
579 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
580 also contains four additional numbers:
581 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
582 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
583 quantified variables) and the number of parameters.
584 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
585 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
586 dimensions is zero.
587
588 =head3 Input
589
590         #include <isl/set.h>
591         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
592                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
593         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
594                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
595         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
596                 FILE *input, int nparam);
597         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
598                 const char *str, int nparam);
599
600         #include <isl/map.h>
601         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
602                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
603         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
604                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
605         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
606                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
607         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
608                 const char *str, int nparam);
609
610         #include <isl/union_set.h>
611         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
612                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
613
614         #include <isl/union_map.h>
615         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
616                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
617
618 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
619 or the C<isl> format.
620 C<nparam> specifies how many of the final columns in
621 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
622 If input is given in the C<isl> format, then the number
623 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
624 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
625 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
626 are assumed in the C<PolyLib> format.
627
628 =head3 Output
629
630 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
631 be created.
632
633         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
634                 FILE *file);
635         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
636         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
637         __isl_give char *isl_printer_get_str(
638                 __isl_keep isl_printer *printer);
639
640 The behavior of the printer can be modified in various ways
641
642         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
643                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
644         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
645                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
646         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
647                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
648         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
649                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
650
651 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
652 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
653 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
654 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
655 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
656 In the C<PolyLib> format output,
657 the coefficients of the existentially quantified variables
658 appear between those of the set variables and those
659 of the parameters.
660
661 To actually print something, use
662
663         #include <isl/set.h>
664         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
665                 __isl_take isl_printer *printer,
666                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
667         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
668                 __isl_take isl_printer *printer,
669                 __isl_keep isl_set *set);
670
671         #include <isl/map.h>
672         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
673                 __isl_take isl_printer *printer,
674                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
675         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
676                 __isl_take isl_printer *printer,
677                 __isl_keep isl_map *map);
678
679         #include <isl/union_set.h>
680         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
681                 __isl_take isl_printer *p,
682                 __isl_keep isl_union_set *uset);
683
684         #include <isl/union_map.h>
685         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
686                 __isl_take isl_printer *p,
687                 __isl_keep isl_union_map *umap);
688
689 When called on a file printer, the following function flushes
690 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
691
692         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
693                 __isl_take isl_printer *p);
694
695 =head2 Creating New Sets and Relations
696
697 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
698
699 =over
700
701 =item * Empty sets and relations
702
703         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
704                 __isl_take isl_dim *dim);
705         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
706                 __isl_take isl_dim *dim);
707         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
708                 __isl_take isl_dim *dim);
709         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
710                 __isl_take isl_dim *dim);
711         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
712                 __isl_take isl_dim *dim);
713         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
714                 __isl_take isl_dim *dim);
715
716 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
717 is only used to specify the parameters.
718
719 =item * Universe sets and relations
720
721         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
722                 __isl_take isl_dim *dim);
723         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
724                 __isl_take isl_dim *dim);
725         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
726                 __isl_take isl_dim *dim);
727         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
728                 __isl_take isl_dim *dim);
729
730 =item * Identity relations
731
732         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
733                 __isl_take isl_dim *set_dim);
734         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
735                 __isl_take isl_dim *set_dim);
736
737 These functions take a dimension specification for a B<set>
738 and return an identity relation between two such sets.
739
740 =item * Lexicographic order
741
742         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
743                 __isl_take isl_dim *set_dim);
744         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
745                 __isl_take isl_dim *set_dim);
746         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
747                 __isl_take isl_dim *set_dim);
748         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
749                 __isl_take isl_dim *set_dim);
750         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
751                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
752         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
753                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
754         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
755                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
756         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
757                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
758
759 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
760 and return relations that express that the elements in the domain
761 are lexicographically less
762 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
763 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
764 than the elements in the range.
765 The last four functions take a dimension specification for a map
766 and return relations that express that the first C<n> dimensions
767 in the domain are lexicographically less
768 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
769 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
770 than the first C<n> dimensions in the range.
771
772 =back
773
774 A basic set or relation can be converted to a set or relation
775 using the following functions.
776
777         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
778                 __isl_take isl_basic_set *bset);
779         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
780                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
781
782 Sets and relations can be converted to union sets and relations
783 using the following functions.
784
785         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
786                 __isl_take isl_map *map);
787         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
788                 __isl_take isl_set *set);
789
790 Sets and relations can be copied and freed again using the following
791 functions.
792
793         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
794                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
795         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
796         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
797                 __isl_keep isl_union_set *uset);
798         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
799                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
800         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
801         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
802                 __isl_keep isl_union_map *umap);
803         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
804         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
805         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
806         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
807         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
808         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
809
810 Other sets and relations can be constructed by starting
811 from a universe set or relation, adding equality and/or
812 inequality constraints and then projecting out the
813 existentially quantified variables, if any.
814 Constraints can be constructed, manipulated and
815 added to basic sets and relations using the following functions.
816
817         #include <isl/constraint.h>
818         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
819                 __isl_take isl_dim *dim);
820         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
821                 __isl_take isl_dim *dim);
822         void isl_constraint_set_constant(
823                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
824         void isl_constraint_set_coefficient(
825                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
826                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
827         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
828                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
829                 __isl_take isl_constraint *constraint);
830         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
831                 __isl_take isl_basic_set *bset,
832                 __isl_take isl_constraint *constraint);
833
834 For example, to create a set containing the even integers
835 between 10 and 42, you would use the following code.
836
837         isl_int v;
838         struct isl_dim *dim;
839         struct isl_constraint *c;
840         struct isl_basic_set *bset;
841
842         isl_int_init(v);
843         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
844         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
845
846         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
847         isl_int_set_si(v, -1);
848         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
849         isl_int_set_si(v, 2);
850         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
851         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
852
853         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
854         isl_int_set_si(v, -10);
855         isl_constraint_set_constant(c, v);
856         isl_int_set_si(v, 1);
857         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
858         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
859
860         c = isl_inequality_alloc(dim);
861         isl_int_set_si(v, 42);
862         isl_constraint_set_constant(c, v);
863         isl_int_set_si(v, -1);
864         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
865         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
866
867         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
868
869         isl_int_clear(v);
870
871 Or, alternatively,
872
873         struct isl_basic_set *bset;
874         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
875                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
876
877 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
878 describing the equalities and the inequalities.
879
880         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
881                 __isl_take isl_dim *dim,
882                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
883                 enum isl_dim_type c1,
884                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
885                 enum isl_dim_type c4);
886         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
887                 __isl_take isl_dim *dim,
888                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
889                 enum isl_dim_type c1,
890                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
891                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
892
893 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
894 different kinds of variables appear in the input matrices
895 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
896 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
897 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
898 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
899
900 =head2 Inspecting Sets and Relations
901
902 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
903 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
904 explained in the following sections.
905 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
906 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
907 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
908 an explicit representation of the existentially quantified variables.
909
910         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
911                 __isl_take isl_set *set);
912         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
913                 __isl_take isl_map *map);
914         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
915                 __isl_take isl_union_set *uset);
916         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
917                 __isl_take isl_union_map *umap);
918
919 This explicit representation defines the existentially quantified
920 variables as integer divisions of the other variables, possibly
921 including earlier existentially quantified variables.
922 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
923 has a unique value when the values of the other variables are known.
924 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
925 with the same explicit representations, should appear in the
926 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
927 either of the following functions.
928
929         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
930                 __isl_take isl_set *set);
931         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
932                 __isl_take isl_map *map);
933
934 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
935 using the following functions, which compute an overapproximation.
936
937         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
938                 __isl_take isl_basic_set *bset);
939         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
940                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
941         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
942                 __isl_take isl_set *set);
943
944 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
945
946         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
947                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
948                 void *user);
949         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
950                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
951                 void *user);
952
953 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
954 from
955
956         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
957         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
958
959 To extract the set or map from a union with a given dimension
960 specification, use
961
962         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
963                 __isl_keep isl_union_set *uset,
964                 __isl_take isl_dim *dim);
965         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
966                 __isl_keep isl_union_map *umap,
967                 __isl_take isl_dim *dim);
968
969 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
970
971         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
972                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
973                 void *user);
974         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
975                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
976                 void *user);
977
978 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
979 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
980 occurs, the above functions will return -1.
981
982 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
983 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
984 If this is required, then the user should call one of
985 the following functions first.
986
987         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
988                 __isl_take isl_set *set);
989         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
990                 __isl_take isl_map *map);
991
992 The number of basic sets in a set can be obtained
993 from
994
995         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
996
997 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
998
999         #include <isl/constraint.h>
1000
1001         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1002                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1003                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1004                 void *user);
1005         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1006
1007 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1008 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1009 occurs, the above functions will return -1.
1010 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1011 Use the following function to find out whether a constraint
1012 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1013
1014         int isl_constraint_is_equality(
1015                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1016
1017 The coefficients of the constraints can be inspected using
1018 the following functions.
1019
1020         void isl_constraint_get_constant(
1021                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1022         void isl_constraint_get_coefficient(
1023                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1024                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1025
1026 The explicit representations of the existentially quantified
1027 variables can be inspected using the following functions.
1028 Note that the user is only allowed to use these functions
1029 if the inspected set or map is the result of a call
1030 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1031
1032         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1033                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1034         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1035                 isl_int *v);
1036         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1037                 isl_int *v);
1038         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1039                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1040
1041 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1042 form, use the following functions.
1043
1044         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1045                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1046                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1047                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1048         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1049                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1050                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1051                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1052         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1053                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1054                 enum isl_dim_type c1,
1055                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1056                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1057         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1058                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1059                 enum isl_dim_type c1,
1060                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1061                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1062
1063 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1064 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1065 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1066 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1067
1068 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1069 read off using the following functions.
1070
1071         const char *isl_set_get_tuple_name(
1072                 __isl_keep isl_set *set);
1073         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1074                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1075                 enum isl_dim_type type);
1076         const char *isl_map_get_tuple_name(
1077                 __isl_keep isl_map *map,
1078                 enum isl_dim_type type);
1079
1080 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1081 an internal data structure.
1082 The names of individual dimensions can be read off using
1083 the following functions.
1084
1085         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1086                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1087                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1088         const char *isl_set_get_dim_name(
1089                 __isl_keep isl_set *set,
1090                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1091         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1092                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1093                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1094         const char *isl_map_get_dim_name(
1095                 __isl_keep isl_map *map,
1096                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1097
1098 These functions are mostly useful to obtain the names
1099 of the parameters.
1100
1101 =head2 Properties
1102
1103 =head3 Unary Properties
1104
1105 =over
1106
1107 =item * Emptiness
1108
1109 The following functions test whether the given set or relation
1110 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
1111 any computations, but simply check if the given set or relation
1112 is already known to be empty.
1113
1114         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1115         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1116         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1117         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1118         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1119         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1120         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1121         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1122         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1123
1124 =item * Universality
1125
1126         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1127         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1128         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1129
1130 =item * Single-valuedness
1131
1132         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1133
1134 =item * Bijectivity
1135
1136         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1137
1138 =item * Wrapping
1139
1140 The followning functions check whether the domain of the given
1141 (basic) set is a wrapped relation.
1142
1143         int isl_basic_set_is_wrapping(
1144                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1145         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1146
1147 =back
1148
1149 =head3 Binary Properties
1150
1151 =over
1152
1153 =item * Equality
1154
1155         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1156                 __isl_keep isl_set *set2);
1157         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1158                 __isl_keep isl_set *set2);
1159         int isl_union_set_is_equal(
1160                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1161                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1162         int isl_basic_map_is_equal(
1163                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1164                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1165         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1166                 __isl_keep isl_map *map2);
1167         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1168                 __isl_keep isl_map *map2);
1169         int isl_union_map_is_equal(
1170                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1171                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1172
1173 =item * Disjointness
1174
1175         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1176                 __isl_keep isl_set *set2);
1177
1178 =item * Subset
1179
1180         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1181                 __isl_keep isl_set *set2);
1182         int isl_set_is_strict_subset(
1183                 __isl_keep isl_set *set1,
1184                 __isl_keep isl_set *set2);
1185         int isl_union_set_is_subset(
1186                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1187                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1188         int isl_union_set_is_strict_subset(
1189                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1190                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1191         int isl_basic_map_is_subset(
1192                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1193                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1194         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1195                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1196                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1197         int isl_map_is_subset(
1198                 __isl_keep isl_map *map1,
1199                 __isl_keep isl_map *map2);
1200         int isl_map_is_strict_subset(
1201                 __isl_keep isl_map *map1,
1202                 __isl_keep isl_map *map2);
1203         int isl_union_map_is_subset(
1204                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1205                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1206         int isl_union_map_is_strict_subset(
1207                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1208                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1209
1210 =back
1211
1212 =head2 Unary Operations
1213
1214 =over
1215
1216 =item * Complement
1217
1218         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1219                 __isl_take isl_set *set);
1220
1221 =item * Inverse map
1222
1223         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1224                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1225         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1226                 __isl_take isl_map *map);
1227         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1228                 __isl_take isl_union_map *umap);
1229
1230 =item * Projection
1231
1232         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1233                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1234                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1235         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1236                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1237                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1238         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1239                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1240         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1241                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1242         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1243                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1244         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1245                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1246         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1247                 __isl_take isl_map *bmap);
1248         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1249                 __isl_take isl_map *map);
1250         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1251                 __isl_take isl_union_map *umap);
1252         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1253                 __isl_take isl_union_map *umap);
1254
1255         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1256                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1257         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1258                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1259         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1260         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1261         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1262                 __isl_take isl_union_map *umap);
1263         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1264                 __isl_take isl_union_map *umap);
1265
1266 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1267 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1268
1269 =item * Identity
1270
1271         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1272                 __isl_take isl_set *set);
1273         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1274                 __isl_take isl_union_set *uset);
1275
1276 Construct an identity relation on the given (union) set.
1277
1278 =item * Deltas
1279
1280         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1281                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1282         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1283         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1284                 __isl_take isl_union_map *umap);
1285
1286 These functions return a (basic) set containing the differences
1287 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1288
1289 =item * Coalescing
1290
1291 Simplify the representation of a set or relation by trying
1292 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1293 basic set or relation.
1294
1295         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1296         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1297         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1298                 __isl_take isl_union_set *uset);
1299         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1300                 __isl_take isl_union_map *umap);
1301
1302 =item * Convex hull
1303
1304         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1305                 __isl_take isl_set *set);
1306         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1307                 __isl_take isl_map *map);
1308
1309 If the input set or relation has any existentially quantified
1310 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1311
1312 =item * Simple hull
1313
1314         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1315                 __isl_take isl_set *set);
1316         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1317                 __isl_take isl_map *map);
1318
1319 These functions compute a single basic set or relation
1320 that contains the whole input set or relation.
1321 In particular, the output is described by translates
1322 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1323
1324 =begin latex
1325
1326 (See \autoref{s:simple hull}.)
1327
1328 =end latex
1329
1330 =item * Affine hull
1331
1332         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1333                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1334         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1335                 __isl_take isl_set *set);
1336         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1337                 __isl_take isl_union_set *uset);
1338         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1339                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1340         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1341                 __isl_take isl_map *map);
1342         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1343                 __isl_take isl_union_map *umap);
1344
1345 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1346 per space.
1347
1348 =item * Polyhedral hull
1349
1350         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1351                 __isl_take isl_set *set);
1352         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1353                 __isl_take isl_map *map);
1354         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1355                 __isl_take isl_union_set *uset);
1356         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1357                 __isl_take isl_union_map *umap);
1358
1359 These functions compute a single basic set or relation
1360 not involving any existentially quantified variables
1361 that contains the whole input set or relation.
1362 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1363 per space.
1364
1365 =item * Power
1366
1367         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1368                 unsigned param, int *exact);
1369
1370 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1371 The power I<k> is equated to the parameter at position C<param>.
1372 The result may be an overapproximation.  If the result is exact,
1373 then C<*exact> is set to C<1>.
1374 The current implementation only produces exact results for particular
1375 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1376
1377 =item * Transitive closure
1378
1379         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1380                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1381         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1382                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1383
1384 Compute the transitive closure of C<map>.
1385 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1386 then C<*exact> is set to C<1>.
1387 The current implementation only produces exact results for particular
1388 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1389
1390 =item * Reaching path lengths
1391
1392         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1393                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1394
1395 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1396 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1397 end up in the given element.
1398 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1399 then C<*exact> is set to C<1>.
1400 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1401 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1402 In particular, if the input relation is a dependence relation
1403 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1404 to the free schedule.
1405 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1406 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1407 the overapproximation), then you will get an error message.
1408
1409 =item * Wrapping
1410
1411         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1412                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1413         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1414                 __isl_take isl_map *map);
1415         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1416                 __isl_take isl_union_map *umap);
1417         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1418                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1419         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1420                 __isl_take isl_set *set);
1421         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1422                 __isl_take isl_union_set *uset);
1423
1424 =item * Flattening
1425
1426 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1427 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1428 then the name of the space is also removed.
1429
1430         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1431                 __isl_take isl_set *set);
1432         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1433                 __isl_take isl_map *map);
1434
1435         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1436                 __isl_take isl_set *set);
1437
1438 The function above constructs a relation
1439 that maps the input set to a flattened version of the set.
1440
1441 =item * Dimension manipulation
1442
1443         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1444                 __isl_take isl_set *set,
1445                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1446         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1447                 __isl_take isl_map *map,
1448                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1449
1450 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1451 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1452 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1453 to add new parameters.
1454
1455 =back
1456
1457 =head2 Binary Operations
1458
1459 The two arguments of a binary operation not only need to live
1460 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1461 the same (number of) parameters.
1462
1463 =head3 Basic Operations
1464
1465 =over
1466
1467 =item * Intersection
1468
1469         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1470                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1471                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1472         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1473                 __isl_take isl_set *set1,
1474                 __isl_take isl_set *set2);
1475         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1476                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1477                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1478         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1479                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1480                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1481         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1482                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1483                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1484         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1485                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1486                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1487         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1488                 __isl_take isl_map *map,
1489                 __isl_take isl_set *set);
1490         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1491                 __isl_take isl_map *map,
1492                 __isl_take isl_set *set);
1493         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1494                 __isl_take isl_map *map1,
1495                 __isl_take isl_map *map2);
1496         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1497                 __isl_take isl_union_map *umap,
1498                 __isl_take isl_union_set *uset);
1499         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1500                 __isl_take isl_union_map *umap,
1501                 __isl_take isl_union_set *uset);
1502         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1503                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1504                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1505
1506 =item * Union
1507
1508         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1509                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1510                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1511         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1512                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1513                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1514         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1515                 __isl_take isl_set *set1,
1516                 __isl_take isl_set *set2);
1517         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1518                 __isl_take isl_map *map1,
1519                 __isl_take isl_map *map2);
1520         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1521                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1522                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1523         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1524                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1525                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1526
1527 =item * Set difference
1528
1529         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1530                 __isl_take isl_set *set1,
1531                 __isl_take isl_set *set2);
1532         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1533                 __isl_take isl_map *map1,
1534                 __isl_take isl_map *map2);
1535         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1536                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1537                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1538         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1539                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1540                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1541
1542 =item * Application
1543
1544         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1545                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1546                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1547         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1548                 __isl_take isl_set *set,
1549                 __isl_take isl_map *map);
1550         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1551                 __isl_take isl_union_set *uset,
1552                 __isl_take isl_union_map *umap);
1553         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1554                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1555                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1556         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1557                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1558                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1559         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1560                 __isl_take isl_map *map1,
1561                 __isl_take isl_map *map2);
1562         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1563                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1564                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1565         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1566                 __isl_take isl_map *map1,
1567                 __isl_take isl_map *map2);
1568         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1569                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1570                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1571
1572 =item * Simplification
1573
1574         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1575                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1576                 __isl_take isl_basic_set *context);
1577         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1578                 __isl_take isl_set *context);
1579         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1580                 __isl_take isl_union_set *uset,
1581                 __isl_take isl_union_set *context);
1582         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1583                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1584                 __isl_take isl_basic_map *context);
1585         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1586                 __isl_take isl_map *context);
1587         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1588                 __isl_take isl_union_map *umap,
1589                 __isl_take isl_union_map *context);
1590
1591 The gist operation returns a set or relation that has the
1592 same intersection with the context as the input set or relation.
1593 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1594 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1595 are removed.
1596 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1597 per space.
1598
1599 =back
1600
1601 =head3 Lexicographic Optimization
1602
1603 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1604 the following functions
1605 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1606 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1607 that satisfy C<dom>.
1608 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1609 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1610 has no elements.
1611 In other words, the union of the parameter values
1612 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1613 is equal to C<dom>.
1614
1615         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1616                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1617                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1618                 __isl_give isl_set **empty);
1619         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1620                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1621                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1622                 __isl_give isl_set **empty);
1623         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1624                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1625                 __isl_give isl_set **empty);
1626         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1627                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1628                 __isl_give isl_set **empty);
1629
1630 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1631 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1632 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1633 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1634
1635         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1636                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1637         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1638                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1639         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1640                 __isl_take isl_set *set);
1641         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1642                 __isl_take isl_set *set);
1643         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1644                 __isl_take isl_union_set *uset);
1645         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1646                 __isl_take isl_union_set *uset);
1647
1648 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1649 the following functions
1650 compute a relation that maps each element of C<dom>
1651 to the single lexicographic minimum or maximum
1652 of the elements that are associated to that same
1653 element in C<map> (or C<bmap>).
1654 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1655 that contains the elements in C<dom> that do not map
1656 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1657 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1658 is equal to C<dom>.
1659
1660         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1661                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1662                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1663                 __isl_give isl_set **empty);
1664         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1665                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1666                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1667                 __isl_give isl_set **empty);
1668         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1669                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1670                 __isl_give isl_set **empty);
1671         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1672                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1673                 __isl_give isl_set **empty);
1674
1675 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1676 return a map mapping each element in the domain of
1677 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1678 of all elements associated to that element.
1679 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1680
1681         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1682                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1683         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1684                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1685         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1686                 __isl_take isl_map *map);
1687         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1688                 __isl_take isl_map *map);
1689         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1690                 __isl_take isl_union_map *umap);
1691         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1692                 __isl_take isl_union_map *umap);
1693
1694 =head2 Matrices
1695
1696 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1697
1698         #include <isl/mat.h>
1699         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1700                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1701         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1702         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1703
1704 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1705 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1706
1707         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1708         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1709         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1710                 int row, int col, isl_int *v);
1711         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1712                 int row, int col, isl_int v);
1713
1714 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1715 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1716
1717 The following function can be used to compute the (right) inverse
1718 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1719 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1720 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1721
1722         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1723
1724 The following function can be used to compute the (right) kernel
1725 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1726 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1727
1728         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1729
1730 =head2 Points
1731
1732 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1733 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1734 individual elements of a set.
1735 The zero point (the origin) can be created using
1736
1737         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1738
1739 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1740 using
1741
1742         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1743                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1744         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1745                 __isl_take isl_point *pnt,
1746                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1747
1748         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1749                 __isl_take isl_point *pnt,
1750                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1751         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1752                 __isl_take isl_point *pnt,
1753                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1754
1755 Points can be copied or freed using
1756
1757         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1758                 __isl_keep isl_point *pnt);
1759         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1760
1761 A singleton set can be created from a point using
1762
1763         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1764                 __isl_take isl_point *pnt);
1765         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1766                 __isl_take isl_point *pnt);
1767
1768 and a box can be created from two opposite extremal points using
1769
1770         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1771                 __isl_take isl_point *pnt1,
1772                 __isl_take isl_point *pnt2);
1773         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1774                 __isl_take isl_point *pnt1,
1775                 __isl_take isl_point *pnt2);
1776
1777 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1778 the following functions.
1779
1780         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1781                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1782                 void *user);
1783         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1784                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1785                 void *user);
1786
1787 The function C<fn> is called for each integer point in
1788 C<set> with as second argument the last argument of
1789 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1790 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1791 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1792 enumerating and return C<-1> as well.
1793 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1794 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1795
1796 To obtain a single point of a (basic) set, use
1797
1798         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
1799                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1800         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1801                 __isl_take isl_set *set);
1802
1803 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1804 resulting point will be ``void'', a property that can be
1805 tested using
1806
1807         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1808
1809 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1810
1811 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1812 a parametric point to a rational value.
1813 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1814 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1815 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1816 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1817 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1818 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1819 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1820 the value is assumed to be zero.
1821 For example, the piecewise quasipolynomial
1822
1823         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1824
1825 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1826 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
1827 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
1828 defined over different domains.
1829 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1830 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1831 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1832 the number of points in the map
1833
1834         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1835
1836 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1837
1838 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1839 using the following functions.
1840
1841         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1842                 __isl_take isl_printer *p,
1843                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1844
1845         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1846                 __isl_take isl_printer *p,
1847                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1848
1849         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
1850                 __isl_take isl_printer *p,
1851                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1852
1853 The output format of the printer
1854 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1855 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
1856 is supported.
1857 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
1858 to set the names of all dimensions
1859
1860         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
1861                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1862                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1863                 const char *s);
1864         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
1865         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
1866                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1867                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1868                 const char *s);
1869
1870 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
1871
1872 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
1873 More complicated quasipolynomials can be created by applying
1874 operations such as addition and multiplication
1875 on the resulting quasipolynomials
1876
1877         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
1878                 __isl_take isl_dim *dim);
1879         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
1880                 __isl_take isl_dim *dim);
1881         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
1882                 __isl_take isl_dim *dim);
1883         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
1884                 __isl_take isl_dim *dim);
1885         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
1886                 __isl_take isl_dim *dim);
1887         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
1888                 __isl_take isl_dim *dim,
1889                 const isl_int n, const isl_int d);
1890         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
1891                 __isl_take isl_div *div);
1892         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
1893                 __isl_take isl_dim *dim,
1894                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1895
1896 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
1897 with a single cell can be created using the following functions.
1898 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
1899 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
1900
1901         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
1902                 __isl_take isl_dim *dim);
1903         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
1904                 __isl_take isl_set *set,
1905                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1906
1907         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
1908                 __isl_take isl_dim *dim);
1909         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
1910                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1911         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
1912                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1913                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1914
1915 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
1916 functions.
1917
1918         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
1919                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1920         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
1921
1922         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
1923                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1924         void isl_pw_qpolynomial_free(
1925                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1926
1927         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
1928                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1929         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
1930                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1931
1932 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
1933
1934 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
1935 piecewise quasipolynomial, use the following function
1936
1937         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
1938                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1939                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
1940                 void *user);
1941
1942 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
1943 specification, use
1944
1945         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
1946         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
1947                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1948                 __isl_take isl_dim *dim);
1949
1950 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
1951 use either of the following two functions
1952
1953         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
1954                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1955                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1956                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1957                           void *user), void *user);
1958         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
1959                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1960                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1961                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1962                           void *user), void *user);
1963
1964 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
1965 and C<-1> on failure.  The difference between
1966 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
1967 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
1968 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
1969 compute unique representations for all existentially quantified
1970 variables and then turn these existentially quantified variables
1971 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
1972 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
1973 will not have any existentially quantified variables, but that
1974 the dimensions of the sets may be different for different
1975 invocations of C<fn>.
1976
1977 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
1978 use
1979
1980         int isl_qpolynomial_foreach_term(
1981                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1982                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
1983                           void *user), void *user);
1984
1985 The terms themselves can be inspected and freed using
1986 these functions
1987
1988         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
1989                 enum isl_dim_type type);
1990         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
1991                 isl_int *n);
1992         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
1993                 isl_int *d);
1994         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
1995                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1996         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
1997                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
1998         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
1999
2000 Each term is a product of parameters, set variables and
2001 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2002 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2003 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2004 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2005 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2006
2007 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2008
2009 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2010 use the following function.
2011
2012         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2013                 isl_int *n, isl_int *d);
2014
2015 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2016 then the numerator and denominator of the constant
2017 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2018
2019 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2020
2021         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2022                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2023         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2024                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2025                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2026         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2027                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2028                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2029         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2030                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2031                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2032         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2033                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2034
2035         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2036                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2037                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2038         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2039                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2040                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2041         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2042                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2043                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2044         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2045                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2046         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2047                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2048                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2049
2050         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2051                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2052                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2053         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2054                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2055                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2056         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2057                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2058                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2059
2060         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2061                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2062                 __isl_take isl_point *pnt);
2063
2064         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2065                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2066                 __isl_take isl_point *pnt);
2067
2068         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2069                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2070         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2071                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2072                 __isl_take isl_set *set);
2073
2074         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2075                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2076         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2077                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2078                 __isl_take isl_union_set *uset);
2079
2080         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2081                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2082
2083         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2084                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2085                 __isl_take isl_set *context);
2086
2087         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2088                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2089                 __isl_take isl_union_set *context);
2090
2091 The gist operation applies the gist operation to each of
2092 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2093 The context is also exploited
2094 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2095
2096         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2097                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2098         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2099         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2100                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2101
2102 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2103 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2104 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2105 will lie somewhere in between.
2106
2107 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2108
2109 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2110 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2111 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2112 The objects are mainly used to represent the result of
2113 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2114 i.e., as the result of the following function.
2115
2116         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2117                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2118                 enum isl_fold type, int *tight);
2119
2120         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2121                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2122                 enum isl_fold type, int *tight);
2123
2124 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2125 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2126 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2127 of the parameters there is at least
2128 one element in the domain that reaches the bound.
2129 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2130 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2131 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2132 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2133 wrapped relation becomes the domain of the result.
2134
2135 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2136 following functions.
2137
2138         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2139                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2140         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2141                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2142         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2143                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2144         void isl_qpolynomial_fold_free(
2145                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2146         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2147                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2148         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2149                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2150
2151 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2152
2153 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2154 using the following function.
2155
2156         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2157                 __isl_take isl_printer *p,
2158                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2159         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2160                 __isl_take isl_printer *p,
2161                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2162
2163 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2164 output format of the printer
2165 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2166 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2167 output format of the printer
2168 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2169 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2170 to set the names of all dimensions
2171
2172         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2173         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2174                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2175                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2176                 const char *s);
2177
2178 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2179
2180 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2181 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2182
2183         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2184                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2185                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2186                             void *user), void *user);
2187
2188 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2189 use either of the following two functions
2190
2191         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2192                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2193                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2194                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2195                           void *user), void *user);
2196         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2197                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2198                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2199                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2200                           void *user), void *user);
2201
2202 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2203 of the difference between these two functions.
2204
2205 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2206
2207         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2208                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2209                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2210                           void *user), void *user);
2211
2212 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2213
2214         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2215                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2216                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2217
2218         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2219                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2220                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2221
2222         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2223                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2224                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2225
2226         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2227                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2228                 __isl_take isl_point *pnt);
2229
2230         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2231                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2232                 __isl_take isl_point *pnt);
2233
2234         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2235                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2236         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2237                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2238                 __isl_take isl_union_set *uset);
2239
2240         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2241                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2242
2243         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2244                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2245
2246         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2247                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2248                 __isl_take isl_set *context);
2249
2250         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2251                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2252                 __isl_take isl_union_set *context);
2253
2254 The gist operation applies the gist operation to each of
2255 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2256 In future, the operation will also exploit the context
2257 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2258
2259         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2260         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2261                 __isl_take isl_map *map,
2262                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2263                 int *tight);
2264         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2265         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2266                 __isl_take isl_union_map *umap,
2267                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2268                 int *tight);
2269
2270 These functions
2271 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2272 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2273 over all elements in the intersection of the range of the map
2274 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2275 as a function of an element in the domain of the map.
2276
2277 =head2 Dependence Analysis
2278
2279 C<isl> contains specialized functionality for performing
2280 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2281 and a collection of possible I<source> access relations,
2282 C<isl> can compute relations that describe
2283 for each iteration of the sink access, which iteration
2284 of which of the source access relations was the last
2285 to access the same data element before the given iteration
2286 of the sink access.
2287 To compute standard flow dependences, the sink should be
2288 a read, while the sources should be writes.
2289 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2290 accesses, then there will be a dependence to the last
2291 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2292 this last I<must> access.
2293 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2294 then memory based dependence analysis is performed.
2295 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2296 then value based dependence analysis is performed.
2297
2298         #include <isl/flow.h>
2299
2300         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2301
2302         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2303                 __isl_take isl_map *sink,
2304                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2305                 int max_source);
2306         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2307                 __isl_take isl_access_info *acc,
2308                 __isl_take isl_map *source, int must,
2309                 void *source_user);
2310         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2311
2312         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2313                 __isl_take isl_access_info *acc);
2314
2315         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2316                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2317                           void *dep_user, void *user),
2318                 void *user);
2319         __isl_give isl_set *isl_flow_get_no_source(
2320                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2321         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2322
2323 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2324 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2325 the input for this function or to read off the output.
2326
2327 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2328 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2329 The arguments to this functions are the sink access relation
2330 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2331 access to the user, a callback function for specifying the
2332 relative order of source and sink accesses, and the number
2333 of source access relations that will be added.
2334 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2335 The function is called with two user supplied tokens identifying
2336 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2337 level and the relative order of the two accesses.
2338 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2339 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2340 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2341 it should return I<2 * n>.
2342 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2343 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2344 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2345 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2346 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2347 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2348 The C<source_user> token is again used to identify
2349 the source access.  The range of the source access relation
2350 C<source> should have the same dimension as the range
2351 of the sink access relation.
2352 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2353 called explicitly, because it is called implicitly by
2354 C<isl_access_info_compute_flow>.
2355
2356 The result of the dependence analysis is collected in an
2357 C<isl_flow>.  There may be elements in the domain of
2358 the sink access for which no preceding source access could be
2359 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2360 The sets of these elements can be obtained through
2361 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2362 and the second with C<must> unset.
2363 In the case of standard flow dependence analysis,
2364 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2365 the first set corresponds to the reads from uninitialized
2366 array elements and the second set is empty.
2367 The actual flow dependences can be extracted using
2368 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2369 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2370 a source and the sink.  The callback function is called
2371 with four arguments, the actual flow dependence relation
2372 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2373 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2374 identifying the source and an additional C<void *> with value
2375 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2376 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2377 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2378
2379 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2380 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2381
2382 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2383 by the following function.
2384
2385         #include <isl/flow.h>
2386
2387         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2388                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2389                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2390                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2391                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2392                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2393                 __isl_give isl_union_set **must_no_source,
2394                 __isl_give isl_union_set **may_no_source);
2395
2396 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2397 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2398 of the domains of the accesses and of the schedule.
2399 The relative order of the iteration domains is given by the
2400 schedule.  Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2401 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2402 any of the other arguments is treated as an error.
2403
2404 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2405
2406 The parametric vertex enumeration described in this section
2407 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2408 library.
2409
2410         #include <isl/vertices.h>
2411         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2412                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2413
2414 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2415 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2416 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2417 This information can be queried by either iterating over all
2418 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2419 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2420
2421         int isl_vertices_foreach_vertex(
2422                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2423                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2424                 void *user);
2425
2426         int isl_vertices_foreach_cell(
2427                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2428                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2429                 void *user);
2430         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2431                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2432                 void *user);
2433
2434 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2435 the following.
2436
2437         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2438                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2439         int isl_vertices_get_n_vertices(
2440                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2441         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2442
2443 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2444
2445         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2446         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2447         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2448                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2449         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2450                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2451         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2452
2453 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2454 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2455 of the vertex.
2456 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2457 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2458 and should not be mixed with integer sets.
2459
2460 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2461
2462         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2463         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2464                 __isl_keep isl_cell *cell);
2465         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2466
2467 =head1 Applications
2468
2469 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2470 it also contains some basic applications that use some
2471 of the functionality of C<isl>.
2472 The input may be specified in either the L<isl format>
2473 or the L<PolyLib format>.
2474
2475 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2476
2477 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2478 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2479 The first column in the output is the denominator and is always
2480 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2481 then a vector of length zero is printed.
2482
2483 =head2 C<isl_pip>
2484
2485 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2486 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2487 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2488 of constraints on a parametric polyhedron.
2489 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2490 (but before the final constant column).
2491 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2492 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2493 is just a dump of the internal state.
2494
2495 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2496
2497 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2498 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2499 If an affine objective function
2500 is given, then the constant should appear in the last column.
2501
2502 =head2 C<isl_polytope_scan>
2503
2504 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2505 all integer points in the polytope.
2506
2507 =head1 C<isl-polylib>
2508
2509 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2510 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2511 The library is distributed separately for licensing reasons.
2512
2513         #include <isl_set_polylib.h>
2514         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2515                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2516         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2517                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2518         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2519                 __isl_take isl_dim *dim);
2520         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2521
2522         #include <isl_map_polylib.h>
2523         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2524                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2525         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2526                 __isl_take isl_dim *dim);
2527         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2528                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2529         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);