899fb58e57a66ad67e61dd314d29d3cf04286e58
[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 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
69
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
75
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
79
80 =back
81
82 =head3 Changes since isl-0.06
83
84 =over
85
86 =item * The format of C<isl_printer_print_qpolynomial>'s
87 C<ISL_FORMAT_ISL> output has changed.
88 Use C<ISL_FORMAT_C> to obtain the old output.
89
90 =back
91
92 =head1 Installation
93
94 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
95 or from the git repository.  Both are available from
96 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
97 The installation process depends on how you obtained
98 the source.
99
100 =head2 Installation from the git repository
101
102 =over
103
104 =item 1 Clone or update the repository
105
106 The first time the source is obtained, you need to clone
107 the repository.
108
109         git clone git://repo.or.cz/isl.git
110
111 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
112
113         git pull
114
115 =item 2 Generate C<configure>
116
117         ./autogen.sh
118
119 =back
120
121 After performing the above steps, continue
122 with the L<Common installation instructions>.
123
124 =head2 Common installation instructions
125
126 =over
127
128 =item 1 Obtain C<GMP>
129
130 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
131 Your distribution may not provide these header files by default
132 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
133 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
134 source, available from L<http://gmplib.org/>.
135
136 =item 2 Configure
137
138 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
139 To run it, just type
140
141         ./configure
142
143 optionally followed by some configure options.
144 A complete list of options can be obtained by running
145
146         ./configure --help
147
148 Below we discuss some of the more common options.
149
150 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
151 C<piplib> functionality is currently used by default.
152 The C<--with-piplib> option can
153 be used to specify which C<piplib>
154 library to use, either an installed version (C<system>),
155 an externally built version (C<build>)
156 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
157 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
158 and C<piplib>.
159
160 =over
161
162 =item C<--prefix>
163
164 Installation prefix for C<isl>
165
166 =item C<--with-gmp-prefix>
167
168 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
169
170 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
171
172 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
173
174 =item C<--with-piplib>
175
176 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
177
178 =item C<--with-piplib-prefix>
179
180 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
181
182 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
183
184 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
185
186 =item C<--with-piplib-builddir>
187
188 Location where C<build> C<piplib> was built.
189
190 =back
191
192 =item 3 Compile
193
194         make
195
196 =item 4 Install (optional)
197
198         make install
199
200 =back
201
202 =head1 Library
203
204 =head2 Initialization
205
206 All manipulations of integer sets and relations occur within
207 the context of an C<isl_ctx>.
208 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
209 All arguments of a function are required to have been allocated
210 within the same context.
211 There are currently no functions available for moving an object
212 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
213 there is currently no way of safely moving an object from one
214 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
215
216 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
217 freed using C<isl_ctx_free>.
218 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
219 before the C<isl_ctx> itself is freed.
220
221         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
222         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
223
224 =head2 Integers
225
226 All operations on integers, mainly the coefficients
227 of the constraints describing the sets and relations,
228 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
229 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
230 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
231 are wrapped inside C<isl> specific macros.
232 The basic type is C<isl_int> and the operations below
233 are available on this type.
234 The meanings of these operations are essentially the same
235 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
236 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
237 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
238 and they need to be released with C<isl_int_clear>
239 after the last use.
240 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
241 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
242 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
243 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
244
245 =over
246
247 =item isl_int_init(i)
248
249 =item isl_int_clear(i)
250
251 =item isl_int_set(r,i)
252
253 =item isl_int_set_si(r,i)
254
255 =item isl_int_set_gmp(r,g)
256
257 =item isl_int_get_gmp(i,g)
258
259 =item isl_int_abs(r,i)
260
261 =item isl_int_neg(r,i)
262
263 =item isl_int_swap(i,j)
264
265 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
266
267 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
268
269 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
270
271 =item isl_int_add(r,i,j)
272
273 =item isl_int_sub(r,i,j)
274
275 =item isl_int_mul(r,i,j)
276
277 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
278
279 =item isl_int_addmul(r,i,j)
280
281 =item isl_int_submul(r,i,j)
282
283 =item isl_int_gcd(r,i,j)
284
285 =item isl_int_lcm(r,i,j)
286
287 =item isl_int_divexact(r,i,j)
288
289 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
290
291 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
292
293 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
294
295 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
296
297 =item isl_int_read(r,s)
298
299 =item isl_int_print(out,i,width)
300
301 =item isl_int_sgn(i)
302
303 =item isl_int_cmp(i,j)
304
305 =item isl_int_cmp_si(i,si)
306
307 =item isl_int_eq(i,j)
308
309 =item isl_int_ne(i,j)
310
311 =item isl_int_lt(i,j)
312
313 =item isl_int_le(i,j)
314
315 =item isl_int_gt(i,j)
316
317 =item isl_int_ge(i,j)
318
319 =item isl_int_abs_eq(i,j)
320
321 =item isl_int_abs_ne(i,j)
322
323 =item isl_int_abs_lt(i,j)
324
325 =item isl_int_abs_gt(i,j)
326
327 =item isl_int_abs_ge(i,j)
328
329 =item isl_int_is_zero(i)
330
331 =item isl_int_is_one(i)
332
333 =item isl_int_is_negone(i)
334
335 =item isl_int_is_pos(i)
336
337 =item isl_int_is_neg(i)
338
339 =item isl_int_is_nonpos(i)
340
341 =item isl_int_is_nonneg(i)
342
343 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
344
345 =back
346
347 =head2 Sets and Relations
348
349 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
350 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
351 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
352 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
353 can be described as a conjunction of affine constraints, while
354 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
355 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
356 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
357 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
358 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
359 where dimensions with different space names
360 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
361 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
362 one set of variables, while relations have two sets of variables,
363 input variables and output variables.
364
365 =head2 Memory Management
366
367 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
368 several substeps and since the user is usually not interested in
369 the intermediate results, most functions that return a new object
370 will also release all the objects passed as arguments.
371 If the user still wants to use one or more of these arguments
372 after the function call, she should pass along a copy of the
373 object rather than the object itself.
374 The user is then responsible for making sure that the original
375 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
376
377 The arguments and return values of all documents functions are
378 annotated to make clear which arguments are released and which
379 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
380 are used
381
382 =over
383
384 =item C<__isl_give>
385
386 C<__isl_give> means that a new object is returned.
387 The user should make sure that the returned pointer is
388 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
389 In between, it can be used as a value for as many
390 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
391 There is one exception, and that is the case where the
392 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
393 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
394
395 =item C<__isl_take>
396
397 C<__isl_take> means that the object the argument points to
398 is taken over by the function and may no longer be used
399 by the user as an argument to any other function.
400 The pointer value must be one returned by a function
401 returning an C<__isl_give> pointer.
402 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
403 be treated as an error in the sense that the function will
404 not perform its usual operation.  However, it will still
405 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
406 are released.
407
408 =item C<__isl_keep>
409
410 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
411 temporarily.  After the function has finished, the user
412 can still use it as an argument to other functions.
413 A C<NULL> value will be treated in the same way as
414 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
415
416 =back
417
418 =head2 Dimension Specifications
419
420 Whenever a new set or relation is created from scratch,
421 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
422
423         #include <isl/dim.h>
424         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
425                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
426         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
427                 unsigned nparam, unsigned dim);
428         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
429         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
430         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
431                 enum isl_dim_type type);
432
433 The dimension specification used for creating a set
434 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
435 that for creating a relation
436 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
437 C<isl_dim_size> can be used
438 to find out the number of dimensions of each type in
439 a dimension specification, where type may be
440 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
441 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
442 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
443
444 It is often useful to create objects that live in the
445 same space as some other object.  This can be accomplished
446 by creating the new objects
447 (see L<Creating New Sets and Relations> or
448 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
449 specification of the original object.
450
451         #include <isl/set.h>
452         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
453                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
454         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
455
456         #include <isl/union_set.h>
457         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
458                 __isl_keep isl_union_set *uset);
459
460         #include <isl/map.h>
461         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
462                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
463         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
464
465         #include <isl/union_map.h>
466         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
467                 __isl_keep isl_union_map *umap);
468
469         #include <isl/constraint.h>
470         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
471                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
472
473         #include <isl/polynomial.h>
474         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
475                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
476         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
477                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
478         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
479                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
480         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
481                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
482
483         #include <isl/aff.h>
484         __isl_give isl_dim *isl_aff_get_dim(
485                 __isl_keep isl_aff *aff);
486
487 The names of the individual dimensions may be set or read off
488 using the following functions.
489
490         #include <isl/dim.h>
491         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
492                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
493                                  __isl_keep const char *name);
494         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
495                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
496
497 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
498 data structure, so the result can only be used while the
499 corresponding C<isl_dim> is alive.
500 Also note that every function that operates on two sets or relations
501 requires that both arguments have the same parameters.  This also
502 means that if one of the arguments has named parameters, then the
503 other needs to have named parameters too and the names need to match.
504 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
505 have different parameters (as long as they are named), in which case
506 the result will have as parameters the union of the parameters of
507 the arguments.
508
509 The names of entire spaces may be set or read off
510 using the following functions.
511
512         #include <isl/dim.h>
513         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
514                 __isl_take isl_dim *dim,
515                 enum isl_dim_type type, const char *s);
516         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
517                 enum isl_dim_type type);
518
519 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
520 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
521 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
522 data structure.
523 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
524 to have the same name.
525
526 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
527 the domain or range of a relation can be a nested relation.
528 The following functions can be used to construct and deconstruct
529 such nested dimension specifications.
530
531         #include <isl/dim.h>
532         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
533         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
534         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
535
536 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
537 be the dimension specification of a set, while that of
538 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
539 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
540 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
541 of a set.
542
543 Dimension specifications can be created from other dimension
544 specifications using the following functions.
545
546         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
547         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
548         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
549         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
550         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
551         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
552                 __isl_take isl_dim *right);
553         __isl_give isl_dim *isl_dim_align_params(
554                 __isl_take isl_dim *dim1, __isl_take isl_dim *dim2)
555         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
556                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
557         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
558                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
559         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
560                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
561         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
562                 __isl_take isl_dim *dim);
563         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
564
565 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
566 the name and the internal structure are lost.
567
568 =head2 Local Spaces
569
570 A local space is essentially a dimension specification with
571 zero or more existentially quantified variables.
572 The local space of a basic set or relation can be obtained
573 using the following functions.
574
575         #include <isl/set.h>
576         __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
577                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
578
579         #include <isl/map.h>
580         __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
581                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
582
583 A new local space can be created from a dimension specification using
584
585         #include <isl/local_space.h>
586         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_dim(
587                 __isl_take isl_dim *dim);
588
589 They can be inspected, copied and freed using the following functions.
590
591         #include <isl/local_space.h>
592         isl_ctx *isl_local_space_get_ctx(
593                 __isl_keep isl_local_space *ls);
594         int isl_local_space_dim(__isl_keep isl_local_space *ls,
595                 enum isl_dim_type type);
596         const char *isl_local_space_get_dim_name(
597                 __isl_keep isl_local_space *ls,
598                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
599         __isl_give isl_dim *isl_local_space_get_dim(
600                 __isl_keep isl_local_space *ls);
601         __isl_give isl_div *isl_local_space_get_div(
602                 __isl_keep isl_local_space *ls, int pos);
603         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_copy(
604                 __isl_keep isl_local_space *ls);
605         void *isl_local_space_free(__isl_take isl_local_space *ls);
606
607 =head2 Input and Output
608
609 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
610 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
611 in some cases.
612
613 =head3 C<isl> format
614
615 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
616 syntax for describing the parameters and allows for the definition
617 of an existentially quantified variable as the integer division
618 of an affine expression.
619 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
620 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
621
622         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
623                                 i - 10 a <= 6) }
624
625 A set or relation can have several disjuncts, separated
626 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
627 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
628 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
629 C<and>.
630
631 =head3 C<PolyLib> format
632
633 If the represented set is a union, then the first line
634 contains a single number representing the number of disjuncts.
635 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
636
637 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
638 The first line contains two numbers representing
639 the number of rows and columns,
640 where the number of rows is equal to the number of constraints
641 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
642 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
643 In each row, the first column indicates whether the constraint
644 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
645 corresponds to the constant term.
646
647 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
648 appear in the last columns before the constant column.
649 The coefficients of any existentially quantified variables appear
650 between those of the set variables and those of the parameters.
651
652 =head3 Extended C<PolyLib> format
653
654 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
655 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
656 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
657 also contains four additional numbers:
658 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
659 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
660 quantified variables) and the number of parameters.
661 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
662 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
663 dimensions is zero.
664
665 =head3 Input
666
667         #include <isl/set.h>
668         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
669                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
670         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
671                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
672         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
673                 FILE *input, int nparam);
674         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
675                 const char *str, int nparam);
676
677         #include <isl/map.h>
678         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
679                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
680         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
681                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
682         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
683                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
684         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
685                 const char *str, int nparam);
686
687         #include <isl/union_set.h>
688         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
689                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
690         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
691                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
692
693         #include <isl/union_map.h>
694         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
695                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
696         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
697                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
698
699 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
700 or the C<isl> format.
701 C<nparam> specifies how many of the final columns in
702 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
703 If input is given in the C<isl> format, then the number
704 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
705 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
706 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
707 are assumed in the C<PolyLib> format.
708
709 =head3 Output
710
711 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
712 be created.
713
714         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
715                 FILE *file);
716         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
717         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
718         __isl_give char *isl_printer_get_str(
719                 __isl_keep isl_printer *printer);
720
721 The behavior of the printer can be modified in various ways
722
723         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
724                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
725         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
726                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
727         __isl_give isl_printer *isl_printer_indent(
728                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
729         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
730                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
731         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
732                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
733
734 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
735 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
736 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
737 Each line in the output is indented by C<indent> (set by
738 C<isl_printer_set_indent>) spaces
739 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
740 In the C<PolyLib> format output,
741 the coefficients of the existentially quantified variables
742 appear between those of the set variables and those
743 of the parameters.
744 The function C<isl_printer_indent> increases the indentation
745 by the specified amount (which may be negative).
746
747 To actually print something, use
748
749         #include <isl/set.h>
750         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
751                 __isl_take isl_printer *printer,
752                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
753         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
754                 __isl_take isl_printer *printer,
755                 __isl_keep isl_set *set);
756
757         #include <isl/map.h>
758         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
759                 __isl_take isl_printer *printer,
760                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
761         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
762                 __isl_take isl_printer *printer,
763                 __isl_keep isl_map *map);
764
765         #include <isl/union_set.h>
766         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
767                 __isl_take isl_printer *p,
768                 __isl_keep isl_union_set *uset);
769
770         #include <isl/union_map.h>
771         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
772                 __isl_take isl_printer *p,
773                 __isl_keep isl_union_map *umap);
774
775 When called on a file printer, the following function flushes
776 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
777
778         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
779                 __isl_take isl_printer *p);
780
781 =head2 Creating New Sets and Relations
782
783 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
784
785 =over
786
787 =item * Empty sets and relations
788
789         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
790                 __isl_take isl_dim *dim);
791         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
792                 __isl_take isl_dim *dim);
793         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
794                 __isl_take isl_dim *dim);
795         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
796                 __isl_take isl_dim *dim);
797         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
798                 __isl_take isl_dim *dim);
799         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
800                 __isl_take isl_dim *dim);
801
802 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
803 is only used to specify the parameters.
804
805 =item * Universe sets and relations
806
807         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
808                 __isl_take isl_dim *dim);
809         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
810                 __isl_take isl_dim *dim);
811         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
812                 __isl_take isl_dim *dim);
813         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
814                 __isl_take isl_dim *dim);
815         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
816                 __isl_take isl_union_set *uset);
817         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
818                 __isl_take isl_union_map *umap);
819
820 The sets and relations constructed by the functions above
821 contain all integer values, while those constructed by the
822 functions below only contain non-negative values.
823
824         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
825                 __isl_take isl_dim *dim);
826         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
827                 __isl_take isl_dim *dim);
828         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
829                 __isl_take isl_dim *dim);
830         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
831                 __isl_take isl_dim *dim);
832
833 =item * Identity relations
834
835         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
836                 __isl_take isl_dim *dim);
837         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
838                 __isl_take isl_dim *dim);
839
840 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
841 to be the same.
842
843 =item * Lexicographic order
844
845         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
846                 __isl_take isl_dim *set_dim);
847         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
848                 __isl_take isl_dim *set_dim);
849         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
850                 __isl_take isl_dim *set_dim);
851         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
852                 __isl_take isl_dim *set_dim);
853         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
854                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
855         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
856                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
857         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
858                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
859         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
860                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
861
862 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
863 and return relations that express that the elements in the domain
864 are lexicographically less
865 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
866 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
867 than the elements in the range.
868 The last four functions take a dimension specification for a map
869 and return relations that express that the first C<n> dimensions
870 in the domain are lexicographically less
871 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
872 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
873 than the first C<n> dimensions in the range.
874
875 =back
876
877 A basic set or relation can be converted to a set or relation
878 using the following functions.
879
880         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
881                 __isl_take isl_basic_set *bset);
882         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
883                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
884
885 Sets and relations can be converted to union sets and relations
886 using the following functions.
887
888         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
889                 __isl_take isl_map *map);
890         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
891                 __isl_take isl_set *set);
892
893 Sets and relations can be copied and freed again using the following
894 functions.
895
896         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
897                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
898         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
899         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
900                 __isl_keep isl_union_set *uset);
901         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
902                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
903         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
904         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
905                 __isl_keep isl_union_map *umap);
906         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
907         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
908         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
909         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
910         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
911         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
912
913 Other sets and relations can be constructed by starting
914 from a universe set or relation, adding equality and/or
915 inequality constraints and then projecting out the
916 existentially quantified variables, if any.
917 Constraints can be constructed, manipulated and
918 added to (basic) sets and relations using the following functions.
919
920         #include <isl/constraint.h>
921         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
922                 __isl_take isl_dim *dim);
923         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
924                 __isl_take isl_dim *dim);
925         void isl_constraint_set_constant(
926                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
927         void isl_constraint_set_coefficient(
928                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
929                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
930         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
931                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
932                 __isl_take isl_constraint *constraint);
933         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
934                 __isl_take isl_basic_set *bset,
935                 __isl_take isl_constraint *constraint);
936         __isl_give isl_map *isl_map_add_constraint(
937                 __isl_take isl_map *map,
938                 __isl_take isl_constraint *constraint);
939         __isl_give isl_set *isl_set_add_constraint(
940                 __isl_take isl_set *set,
941                 __isl_take isl_constraint *constraint);
942
943 For example, to create a set containing the even integers
944 between 10 and 42, you would use the following code.
945
946         isl_int v;
947         struct isl_dim *dim;
948         struct isl_constraint *c;
949         struct isl_basic_set *bset;
950
951         isl_int_init(v);
952         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
953         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
954
955         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
956         isl_int_set_si(v, -1);
957         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
958         isl_int_set_si(v, 2);
959         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
960         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
961
962         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
963         isl_int_set_si(v, -10);
964         isl_constraint_set_constant(c, v);
965         isl_int_set_si(v, 1);
966         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
967         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
968
969         c = isl_inequality_alloc(dim);
970         isl_int_set_si(v, 42);
971         isl_constraint_set_constant(c, v);
972         isl_int_set_si(v, -1);
973         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
974         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
975
976         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
977
978         isl_int_clear(v);
979
980 Or, alternatively,
981
982         struct isl_basic_set *bset;
983         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
984                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
985
986 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
987 describing the equalities and the inequalities.
988
989         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
990                 __isl_take isl_dim *dim,
991                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
992                 enum isl_dim_type c1,
993                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
994                 enum isl_dim_type c4);
995         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
996                 __isl_take isl_dim *dim,
997                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
998                 enum isl_dim_type c1,
999                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1000                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1001
1002 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
1003 different kinds of variables appear in the input matrices
1004 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1005 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
1006 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1007 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
1008
1009 =head2 Inspecting Sets and Relations
1010
1011 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
1012 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
1013 explained in the following sections.
1014 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
1015 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
1016 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
1017 an explicit representation of the existentially quantified variables.
1018
1019         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
1020                 __isl_take isl_set *set);
1021         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
1022                 __isl_take isl_map *map);
1023         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
1024                 __isl_take isl_union_set *uset);
1025         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
1026                 __isl_take isl_union_map *umap);
1027
1028 This explicit representation defines the existentially quantified
1029 variables as integer divisions of the other variables, possibly
1030 including earlier existentially quantified variables.
1031 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
1032 has a unique value when the values of the other variables are known.
1033 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
1034 with the same explicit representations, should appear in the
1035 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
1036 either of the following functions.
1037
1038         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
1039                 __isl_take isl_set *set);
1040         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
1041                 __isl_take isl_map *map);
1042
1043 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
1044 using the following functions, which compute an overapproximation.
1045
1046         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1047                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1048         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1049                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1050         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
1051                 __isl_take isl_set *set);
1052         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
1053                 __isl_take isl_map *map);
1054
1055 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
1056
1057         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
1058                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
1059                 void *user);
1060         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
1061                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
1062                 void *user);
1063
1064 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
1065 from
1066
1067         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1068         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1069
1070 To extract the set or map from a union with a given dimension
1071 specification, use
1072
1073         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1074                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1075                 __isl_take isl_dim *dim);
1076         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1077                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1078                 __isl_take isl_dim *dim);
1079
1080 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1081
1082         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1083                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1084                 void *user);
1085         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1086                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1087                 void *user);
1088
1089 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1090 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1091 occurs, the above functions will return -1.
1092
1093 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1094 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1095 If this is required, then the user should call one of
1096 the following functions first.
1097
1098         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1099                 __isl_take isl_set *set);
1100         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1101                 __isl_take isl_map *map);
1102
1103 The number of basic sets in a set can be obtained
1104 from
1105
1106         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1107
1108 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1109
1110         #include <isl/constraint.h>
1111
1112         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1113                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1114                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1115                 void *user);
1116         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1117
1118 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1119 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1120 occurs, the above functions will return -1.
1121 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1122 Use the following function to find out whether a constraint
1123 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1124
1125         int isl_constraint_is_equality(
1126                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1127
1128 The coefficients of the constraints can be inspected using
1129 the following functions.
1130
1131         void isl_constraint_get_constant(
1132                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1133         void isl_constraint_get_coefficient(
1134                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1135                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1136         int isl_constraint_involves_dims(
1137                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1138                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1139
1140 The explicit representations of the existentially quantified
1141 variables can be inspected using the following functions.
1142 Note that the user is only allowed to use these functions
1143 if the inspected set or map is the result of a call
1144 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1145
1146         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1147                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1148         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1149         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1150                 isl_int *v);
1151         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1152                 isl_int *v);
1153         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1154                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1155
1156 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1157 form, use the following functions.
1158
1159         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1160                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1161                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1162                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1163         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1164                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1165                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1166                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1167         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1168                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1169                 enum isl_dim_type c1,
1170                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1171                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1172         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1173                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1174                 enum isl_dim_type c1,
1175                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1176                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1177
1178 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1179 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1180 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1181 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1182
1183 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1184 read off using the following functions.
1185
1186         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1187                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1188         const char *isl_set_get_tuple_name(
1189                 __isl_keep isl_set *set);
1190         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1191                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1192                 enum isl_dim_type type);
1193         const char *isl_map_get_tuple_name(
1194                 __isl_keep isl_map *map,
1195                 enum isl_dim_type type);
1196
1197 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1198 an internal data structure.
1199 The names of individual dimensions can be read off using
1200 the following functions.
1201
1202         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1203                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1204                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1205         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1206                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1207                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1208         const char *isl_set_get_dim_name(
1209                 __isl_keep isl_set *set,
1210                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1211         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1212                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1213                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1214         const char *isl_map_get_dim_name(
1215                 __isl_keep isl_map *map,
1216                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1217
1218 These functions are mostly useful to obtain the names
1219 of the parameters.
1220
1221 =head2 Properties
1222
1223 =head3 Unary Properties
1224
1225 =over
1226
1227 =item * Emptiness
1228
1229 The following functions test whether the given set or relation
1230 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1231 any computations, but simply check if the given set or relation
1232 is already known to be empty.
1233
1234         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1235         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1236         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1237         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1238         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1239         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1240         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1241         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1242         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1243         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1244
1245 =item * Universality
1246
1247         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1248         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1249         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1250
1251 =item * Single-valuedness
1252
1253         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1254         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1255
1256 =item * Injectivity
1257
1258         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1259         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1260         int isl_union_map_plain_is_injective(
1261                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1262         int isl_union_map_is_injective(
1263                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1264
1265 =item * Bijectivity
1266
1267         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1268         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1269
1270 =item * Wrapping
1271
1272 The following functions check whether the domain of the given
1273 (basic) set is a wrapped relation.
1274
1275         int isl_basic_set_is_wrapping(
1276                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1277         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1278
1279 =item * Internal Product
1280
1281         int isl_basic_map_can_zip(
1282                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1283         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1284
1285 Check whether the product of domain and range of the given relation
1286 can be computed,
1287 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1288
1289 =back
1290
1291 =head3 Binary Properties
1292
1293 =over
1294
1295 =item * Equality
1296
1297         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1298                 __isl_keep isl_set *set2);
1299         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1300                 __isl_keep isl_set *set2);
1301         int isl_union_set_is_equal(
1302                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1303                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1304         int isl_basic_map_is_equal(
1305                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1306                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1307         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1308                 __isl_keep isl_map *map2);
1309         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1310                 __isl_keep isl_map *map2);
1311         int isl_union_map_is_equal(
1312                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1313                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1314
1315 =item * Disjointness
1316
1317         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1318                 __isl_keep isl_set *set2);
1319
1320 =item * Subset
1321
1322         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1323                 __isl_keep isl_set *set2);
1324         int isl_set_is_strict_subset(
1325                 __isl_keep isl_set *set1,
1326                 __isl_keep isl_set *set2);
1327         int isl_union_set_is_subset(
1328                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1329                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1330         int isl_union_set_is_strict_subset(
1331                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1332                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1333         int isl_basic_map_is_subset(
1334                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1335                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1336         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1337                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1338                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1339         int isl_map_is_subset(
1340                 __isl_keep isl_map *map1,
1341                 __isl_keep isl_map *map2);
1342         int isl_map_is_strict_subset(
1343                 __isl_keep isl_map *map1,
1344                 __isl_keep isl_map *map2);
1345         int isl_union_map_is_subset(
1346                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1347                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1348         int isl_union_map_is_strict_subset(
1349                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1350                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1351
1352 =back
1353
1354 =head2 Unary Operations
1355
1356 =over
1357
1358 =item * Complement
1359
1360         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1361                 __isl_take isl_set *set);
1362
1363 =item * Inverse map
1364
1365         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1366                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1367         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1368                 __isl_take isl_map *map);
1369         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1370                 __isl_take isl_union_map *umap);
1371
1372 =item * Projection
1373
1374         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1375                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1376                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1377         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1378                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1379                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1380         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1381                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1382         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1383                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1384         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1385                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1386         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1387                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1388         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1389                 __isl_take isl_map *bmap);
1390         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1391                 __isl_take isl_map *map);
1392         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1393                 __isl_take isl_union_map *umap);
1394         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1395                 __isl_take isl_union_map *umap);
1396
1397         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1398                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1399         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1400                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1401         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1402         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1403         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1404                 __isl_take isl_union_map *umap);
1405         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1406                 __isl_take isl_union_map *umap);
1407
1408 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1409 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1410
1411 =item * Elimination
1412
1413         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1414                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1415                 unsigned first, unsigned n);
1416
1417 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1418 without removing the dimensions.
1419
1420 =item * Identity
1421
1422         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1423                 __isl_take isl_set *set);
1424         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1425                 __isl_take isl_union_set *uset);
1426
1427 Construct an identity relation on the given (union) set.
1428
1429 =item * Deltas
1430
1431         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1432                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1433         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1434         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1435                 __isl_take isl_union_map *umap);
1436
1437 These functions return a (basic) set containing the differences
1438 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1439
1440         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1441                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1442         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1443                 __isl_take isl_map *map);
1444         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1445                 __isl_take isl_union_map *umap);
1446
1447 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1448 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1449
1450 =item * Coalescing
1451
1452 Simplify the representation of a set or relation by trying
1453 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1454 basic set or relation.
1455
1456         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1457         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1458         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1459                 __isl_take isl_union_set *uset);
1460         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1461                 __isl_take isl_union_map *umap);
1462
1463 =item * Detecting equalities
1464
1465         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1466                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1467         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1468                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1469         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1470                 __isl_take isl_set *set);
1471         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1472                 __isl_take isl_map *map);
1473         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1474                 __isl_take isl_union_set *uset);
1475         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1476                 __isl_take isl_union_map *umap);
1477
1478 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1479 equalities.
1480
1481 =item * Removing redundant constraints
1482
1483         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
1484                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1485         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
1486                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1487
1488 =item * Convex hull
1489
1490         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1491                 __isl_take isl_set *set);
1492         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1493                 __isl_take isl_map *map);
1494
1495 If the input set or relation has any existentially quantified
1496 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1497
1498 =item * Simple hull
1499
1500         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1501                 __isl_take isl_set *set);
1502         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1503                 __isl_take isl_map *map);
1504         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1505                 __isl_take isl_union_map *umap);
1506
1507 These functions compute a single basic set or relation
1508 that contains the whole input set or relation.
1509 In particular, the output is described by translates
1510 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1511
1512 =begin latex
1513
1514 (See \autoref{s:simple hull}.)
1515
1516 =end latex
1517
1518 =item * Affine hull
1519
1520         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1521                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1522         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1523                 __isl_take isl_set *set);
1524         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1525                 __isl_take isl_union_set *uset);
1526         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1527                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1528         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1529                 __isl_take isl_map *map);
1530         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1531                 __isl_take isl_union_map *umap);
1532
1533 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1534 per space.
1535
1536 =item * Polyhedral hull
1537
1538         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1539                 __isl_take isl_set *set);
1540         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1541                 __isl_take isl_map *map);
1542         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1543                 __isl_take isl_union_set *uset);
1544         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1545                 __isl_take isl_union_map *umap);
1546
1547 These functions compute a single basic set or relation
1548 not involving any existentially quantified variables
1549 that contains the whole input set or relation.
1550 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1551 per space.
1552
1553 =item * Optimization
1554
1555         #include <isl/ilp.h>
1556         enum isl_lp_result isl_basic_set_max(
1557                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1558                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt)
1559         enum isl_lp_result isl_set_max(__isl_keep isl_set *set,
1560                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1561
1562 Compute the maximum of the integer affine expression C<obj>
1563 over the points in C<set>, returning the result in C<opt>.
1564 The return value may be one of C<isl_lp_error>,
1565 C<isl_lp_ok>, C<isl_lp_unbounded> or C<isl_lp_empty>.
1566
1567 =item * Dual
1568
1569 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1570 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1571 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1572 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1573 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1574 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1575 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1576 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1577 in future.  In particular, future implementations may use different
1578 dualization algorithms or skip the elimination step.
1579
1580         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1581                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1582         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1583                 __isl_take isl_set *set);
1584         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1585                 __isl_take isl_union_set *bset);
1586         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1587                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1588         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1589                 __isl_take isl_set *set);
1590         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1591                 __isl_take isl_union_set *bset);
1592
1593 =item * Power
1594
1595         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1596                 int *exact);
1597         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1598                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1599
1600 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1601 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1602 I<k>th power of C<map>.
1603 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1604 then C<*exact> is set to C<1>.
1605
1606 =item * Transitive closure
1607
1608         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1609                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1610         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1611                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1612
1613 Compute the transitive closure of C<map>.
1614 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1615 then C<*exact> is set to C<1>.
1616
1617 =item * Reaching path lengths
1618
1619         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1620                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1621
1622 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1623 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1624 end up in the given element.
1625 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1626 then C<*exact> is set to C<1>.
1627 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1628 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1629 In particular, if the input relation is a dependence relation
1630 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1631 to the free schedule.
1632 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1633 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1634 the overapproximation), then you will get an error message.
1635
1636 =item * Wrapping
1637
1638         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1639                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1640         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1641                 __isl_take isl_map *map);
1642         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1643                 __isl_take isl_union_map *umap);
1644         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1645                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1646         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1647                 __isl_take isl_set *set);
1648         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1649                 __isl_take isl_union_set *uset);
1650
1651 =item * Flattening
1652
1653 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1654 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1655 then the name of the space is also removed.
1656
1657         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1658                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1659         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1660                 __isl_take isl_set *set);
1661         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(
1662                 __isl_take isl_map *map);
1663         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1664                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1665         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1666                 __isl_take isl_map *map);
1667
1668         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1669                 __isl_take isl_set *set);
1670
1671 The function above constructs a relation
1672 that maps the input set to a flattened version of the set.
1673
1674 =item * Lifting
1675
1676 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1677 to the existentially quantified variables in the input.
1678 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1679 is the original space and the range corresponds to the original
1680 existentially quantified variables.
1681
1682         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1683                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1684         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1685                 __isl_take isl_set *set);
1686         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1687                 __isl_take isl_union_set *uset);
1688
1689 =item * Internal Product
1690
1691         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1692                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1693         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1694                 __isl_take isl_map *map);
1695         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1696                 __isl_take isl_union_map *umap);
1697
1698 Given a relation with nested relations for domain and range,
1699 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1700
1701 =item * Aligning parameters
1702
1703         __isl_give isl_set *isl_set_align_params(
1704                 __isl_take isl_set *set,
1705                 __isl_take isl_dim *model);
1706         __isl_give isl_map *isl_map_align_params(
1707                 __isl_take isl_map *map,
1708                 __isl_take isl_dim *model);
1709
1710 Change the order of the parameters of the given set or relation
1711 such that the first parameters match those of C<model>.
1712 This may involve the introduction of extra parameters.
1713 All parameters need to be named.
1714
1715 =item * Dimension manipulation
1716
1717         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1718                 __isl_take isl_set *set,
1719                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1720         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1721                 __isl_take isl_map *map,
1722                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1723
1724 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1725 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1726 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1727 to add new parameters, assuming
1728 C<isl_set_align_params> and C<isl_map_align_params>
1729 are not sufficient.
1730
1731 =back
1732
1733 =head2 Binary Operations
1734
1735 The two arguments of a binary operation not only need to live
1736 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1737 the same (number of) parameters.
1738
1739 =head3 Basic Operations
1740
1741 =over
1742
1743 =item * Intersection
1744
1745         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1746                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1747                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1748         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1749                 __isl_take isl_set *set1,
1750                 __isl_take isl_set *set2);
1751         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1752                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1753                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1754         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1755                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1756                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1757         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1758                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1759                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1760         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1761                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1762                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1763         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1764                 __isl_take isl_map *map,
1765                 __isl_take isl_set *set);
1766         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1767                 __isl_take isl_map *map,
1768                 __isl_take isl_set *set);
1769         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1770                 __isl_take isl_map *map1,
1771                 __isl_take isl_map *map2);
1772         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1773                 __isl_take isl_union_map *umap,
1774                 __isl_take isl_union_set *uset);
1775         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1776                 __isl_take isl_union_map *umap,
1777                 __isl_take isl_union_set *uset);
1778         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1779                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1780                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1781
1782 =item * Union
1783
1784         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1785                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1786                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1787         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1788                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1789                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1790         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1791                 __isl_take isl_set *set1,
1792                 __isl_take isl_set *set2);
1793         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1794                 __isl_take isl_map *map1,
1795                 __isl_take isl_map *map2);
1796         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1797                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1798                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1799         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1800                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1801                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1802
1803 =item * Set difference
1804
1805         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1806                 __isl_take isl_set *set1,
1807                 __isl_take isl_set *set2);
1808         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1809                 __isl_take isl_map *map1,
1810                 __isl_take isl_map *map2);
1811         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1812                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1813                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1814         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1815                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1816                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1817
1818 =item * Application
1819
1820         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1821                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1822                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1823         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1824                 __isl_take isl_set *set,
1825                 __isl_take isl_map *map);
1826         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1827                 __isl_take isl_union_set *uset,
1828                 __isl_take isl_union_map *umap);
1829         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1830                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1831                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1832         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1833                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1834                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1835         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1836                 __isl_take isl_map *map1,
1837                 __isl_take isl_map *map2);
1838         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1839                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1840                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1841         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1842                 __isl_take isl_map *map1,
1843                 __isl_take isl_map *map2);
1844         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1845                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1846                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1847
1848 =item * Cartesian Product
1849
1850         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1851                 __isl_take isl_set *set1,
1852                 __isl_take isl_set *set2);
1853         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1854                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1855                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1856         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1857                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1858                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1859         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1860                 __isl_take isl_map *map1,
1861                 __isl_take isl_map *map2);
1862         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1863                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1864                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1865         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1866                 __isl_take isl_map *map1,
1867                 __isl_take isl_map *map2);
1868         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1869                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1870                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1871
1872 The above functions compute the cross product of the given
1873 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1874 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1875 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1876 instead.
1877
1878         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1879                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1880                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1881         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1882                 __isl_take isl_set *set1,
1883                 __isl_take isl_set *set2);
1884         __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(
1885                 __isl_take isl_map *map1,
1886                 __isl_take isl_map *map2);
1887         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_flat_range_product(
1888                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1889                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1890         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1891                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1892                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1893         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1894                 __isl_take isl_map *map1,
1895                 __isl_take isl_map *map2);
1896
1897 =item * Simplification
1898
1899         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1900                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1901                 __isl_take isl_basic_set *context);
1902         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1903                 __isl_take isl_set *context);
1904         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1905                 __isl_take isl_union_set *uset,
1906                 __isl_take isl_union_set *context);
1907         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1908                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1909                 __isl_take isl_basic_map *context);
1910         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1911                 __isl_take isl_map *context);
1912         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1913                 __isl_take isl_union_map *umap,
1914                 __isl_take isl_union_map *context);
1915
1916 The gist operation returns a set or relation that has the
1917 same intersection with the context as the input set or relation.
1918 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1919 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1920 are removed.
1921 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1922 per space.
1923
1924 =back
1925
1926 =head3 Lexicographic Optimization
1927
1928 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1929 the following functions
1930 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1931 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1932 that satisfy C<dom>.
1933 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1934 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1935 has no elements.
1936 In other words, the union of the parameter values
1937 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1938 is equal to C<dom>.
1939
1940         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1941                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1942                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1943                 __isl_give isl_set **empty);
1944         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1945                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1946                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1947                 __isl_give isl_set **empty);
1948         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1949                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1950                 __isl_give isl_set **empty);
1951         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1952                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1953                 __isl_give isl_set **empty);
1954
1955 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1956 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1957 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1958 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1959
1960         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1961                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1962         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1963                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1964         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1965                 __isl_take isl_set *set);
1966         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1967                 __isl_take isl_set *set);
1968         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1969                 __isl_take isl_union_set *uset);
1970         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1971                 __isl_take isl_union_set *uset);
1972
1973 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1974 the following functions
1975 compute a relation that maps each element of C<dom>
1976 to the single lexicographic minimum or maximum
1977 of the elements that are associated to that same
1978 element in C<map> (or C<bmap>).
1979 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1980 that contains the elements in C<dom> that do not map
1981 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1982 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1983 is equal to C<dom>.
1984
1985         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1986                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1987                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1988                 __isl_give isl_set **empty);
1989         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1990                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1991                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1992                 __isl_give isl_set **empty);
1993         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1994                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1995                 __isl_give isl_set **empty);
1996         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1997                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1998                 __isl_give isl_set **empty);
1999
2000 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
2001 return a map mapping each element in the domain of
2002 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
2003 of all elements associated to that element.
2004 In case of union relations, the optimum is computed per space.
2005
2006         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
2007                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2008         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
2009                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2010         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
2011                 __isl_take isl_map *map);
2012         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
2013                 __isl_take isl_map *map);
2014         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
2015                 __isl_take isl_union_map *umap);
2016         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
2017                 __isl_take isl_union_map *umap);
2018
2019 =head2 Lists
2020
2021 Lists are defined over several element types, including
2022 C<isl_aff>, C<isl_basic_set> and C<isl_set>.
2023 Here we take lists of C<isl_set>s as an example.
2024 Lists can be created, copied and freed using the following functions.
2025
2026         #include <isl/list.h>
2027         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_alloc(
2028                 isl_ctx *ctx, int n);
2029         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_copy(
2030                 __isl_keep isl_set_list *list);
2031         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_add(
2032                 __isl_take isl_set_list *list,
2033                 __isl_take isl_set *el);
2034         void isl_set_list_free(__isl_take isl_set_list *list);
2035
2036 C<isl_set_list_alloc> creates an empty list with a capacity for
2037 C<n> elements.
2038
2039 Lists can be inspected using the following functions.
2040
2041         #include <isl/list.h>
2042         isl_ctx *isl_set_list_get_ctx(__isl_keep isl_set_list *list);
2043         int isl_set_list_n_set(__isl_keep isl_set_list *list);
2044         __isl_give struct isl_set *isl_set_list_get_set(
2045                 __isl_keep isl_set_list *list, int index);
2046         int isl_set_list_foreach(__isl_keep isl_set_list *list,
2047                 int (*fn)(__isl_take struct isl_set *el, void *user),
2048                 void *user);
2049
2050 Lists can be printed using
2051
2052         #include <isl/list.h>
2053         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set_list(
2054                 __isl_take isl_printer *p,
2055                 __isl_keep isl_set_list *list);
2056
2057 =head2 Matrices
2058
2059 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
2060
2061         #include <isl/mat.h>
2062         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2063                 unsigned n_row, unsigned n_col);
2064         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
2065         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
2066
2067 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
2068 The elements can be changed and inspected using the following functions.
2069
2070         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
2071         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
2072         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
2073         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
2074                 int row, int col, isl_int *v);
2075         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
2076                 int row, int col, isl_int v);
2077         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
2078                 int row, int col, int v);
2079
2080 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
2081 In that case, the value of C<*v> is undefined.
2082
2083 The following function can be used to compute the (right) inverse
2084 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
2085 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
2086 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
2087
2088         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
2089
2090 The following function can be used to compute the (right) kernel
2091 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
2092 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
2093
2094         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
2095
2096 =head2 Quasi Affine Expressions
2097
2098 The zero quasi affine expression can be created using
2099
2100         __isl_give isl_aff *isl_aff_zero(
2101                 __isl_take isl_local_space *ls);
2102
2103 Quasi affine expressions can be copied and free using
2104
2105         #include <isl/aff.h>
2106         __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff);
2107         void *isl_aff_free(__isl_take isl_aff *aff);
2108
2109 A (rational) bound on a dimension can be extracted from an C<isl_constraint>
2110 using the following function.  The constraint is required to have
2111 a non-zero coefficient for the specified dimension.
2112
2113         #include <isl/constraint.h>
2114         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_bound(
2115                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
2116                 enum isl_dim_type type, int pos);
2117
2118 Conversely, an equality constraint equating
2119 the affine expression to zero or an inequality constraint enforcing
2120 the affine expression to be non-negative, can be constructed using
2121
2122         __isl_give isl_constraint *isl_equality_from_aff(
2123                 __isl_take isl_aff *aff);
2124         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_from_aff(
2125                 __isl_take isl_aff *aff);
2126
2127 The expression can be inspected using
2128
2129         #include <isl/aff.h>
2130         isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff);
2131         int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff,
2132                 enum isl_dim_type type);
2133         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(
2134                 __isl_keep isl_aff *aff);
2135         const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
2136                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2137         int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff,
2138                 isl_int *v);
2139         int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
2140                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2141         int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff,
2142                 isl_int *v);
2143         __isl_give isl_div *isl_aff_get_div(
2144                 __isl_keep isl_aff *aff, int pos);
2145
2146 It can be modified using
2147
2148         #include <isl/aff.h>
2149         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(
2150                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2151         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(
2152                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2153         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(
2154                 __isl_take isl_aff *aff,
2155                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2156         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(
2157                 __isl_take isl_aff *aff,
2158                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2159         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(
2160                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2161
2162         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(
2163                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2164         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(
2165                 __isl_take isl_aff *aff,
2166                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2167
2168 Note that the C<set_constant> and C<set_coefficient> functions
2169 set the I<numerator> of the constant or coefficient, while
2170 C<add_constant> and C<add_coefficient> add an integer value to
2171 the possibly rational constant or coefficient.
2172
2173 Operations include
2174
2175         #include <isl/aff.h>
2176         __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
2177                 __isl_take isl_aff *aff2);
2178         __isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
2179                 __isl_take isl_aff *aff2);
2180         __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff);
2181         __isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff);
2182         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff,
2183                 isl_int f);
2184         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff,
2185                 isl_int f);
2186
2187 An expression can be printed using
2188
2189         #include <isl/aff.h>
2190         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_aff(
2191                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_aff *aff);
2192
2193 =head2 Points
2194
2195 Points are elements of a set.  They can be used to construct
2196 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
2197 individual elements of a set.
2198 The zero point (the origin) can be created using
2199
2200         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
2201
2202 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
2203 using
2204
2205         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
2206                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2207         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
2208                 __isl_take isl_point *pnt,
2209                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2210
2211         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
2212                 __isl_take isl_point *pnt,
2213                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2214         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
2215                 __isl_take isl_point *pnt,
2216                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2217
2218 Points can be copied or freed using
2219
2220         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
2221                 __isl_keep isl_point *pnt);
2222         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
2223
2224 A singleton set can be created from a point using
2225
2226         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
2227                 __isl_take isl_point *pnt);
2228         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
2229                 __isl_take isl_point *pnt);
2230
2231 and a box can be created from two opposite extremal points using
2232
2233         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
2234                 __isl_take isl_point *pnt1,
2235                 __isl_take isl_point *pnt2);
2236         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
2237                 __isl_take isl_point *pnt1,
2238                 __isl_take isl_point *pnt2);
2239
2240 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
2241 the following functions.
2242
2243         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
2244                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2245                 void *user);
2246         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
2247                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2248                 void *user);
2249
2250 The function C<fn> is called for each integer point in
2251 C<set> with as second argument the last argument of
2252 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2253 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2254 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2255 enumerating and return C<-1> as well.
2256 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2257 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2258
2259 To obtain a single point of a (basic) set, use
2260
2261         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2262                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2263         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2264                 __isl_take isl_set *set);
2265
2266 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2267 resulting point will be ``void'', a property that can be
2268 tested using
2269
2270         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2271
2272 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2273
2274 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2275 a parametric point to a rational value.
2276 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2277 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2278 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2279 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2280 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2281 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2282 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2283 the value is assumed to be zero.
2284 For example, the piecewise quasipolynomial
2285
2286         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2287
2288 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2289 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2290 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2291 defined over different domains.
2292 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2293 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2294 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2295 the number of points in the map
2296
2297         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2298
2299 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2300
2301 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2302 using the following functions.
2303
2304         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2305                 __isl_take isl_printer *p,
2306                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2307
2308         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2309                 __isl_take isl_printer *p,
2310                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2311
2312         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2313                 __isl_take isl_printer *p,
2314                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2315
2316 The output format of the printer
2317 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2318 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2319 is supported.
2320 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2321 to set the names of all dimensions
2322
2323         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2324                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2325                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2326                 const char *s);
2327         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2328         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2329                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2330                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2331                 const char *s);
2332
2333 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2334
2335 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2336 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2337 operations such as addition and multiplication
2338 on the resulting quasipolynomials
2339
2340         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2341                 __isl_take isl_dim *dim);
2342         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2343                 __isl_take isl_dim *dim);
2344         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2345                 __isl_take isl_dim *dim);
2346         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2347                 __isl_take isl_dim *dim);
2348         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2349                 __isl_take isl_dim *dim);
2350         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2351                 __isl_take isl_dim *dim,
2352                 const isl_int n, const isl_int d);
2353         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2354                 __isl_take isl_div *div);
2355         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2356                 __isl_take isl_dim *dim,
2357                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2358         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_from_aff(
2359                 __isl_take isl_aff *aff);
2360
2361 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2362 with a single cell can be created using the following functions.
2363 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2364 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2365
2366         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2367                 __isl_take isl_dim *dim);
2368         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2369                 __isl_take isl_set *set,
2370                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2371
2372         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2373                 __isl_take isl_dim *dim);
2374         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2375                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2376         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2377                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2378                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2379
2380 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2381 functions.
2382
2383         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2384                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2385         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2386
2387         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2388                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2389         void isl_pw_qpolynomial_free(
2390                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2391
2392         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2393                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2394         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2395                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2396
2397 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2398
2399 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2400 piecewise quasipolynomial, use the following function
2401
2402         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2403                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2404                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2405                 void *user);
2406
2407 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2408 specification, use
2409
2410         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2411         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2412                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2413                 __isl_take isl_dim *dim);
2414
2415 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2416 use either of the following two functions
2417
2418         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2419                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2420                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2421                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2422                           void *user), void *user);
2423         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2424                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2425                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2426                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2427                           void *user), void *user);
2428
2429 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2430 and C<-1> on failure.  The difference between
2431 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2432 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2433 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2434 compute unique representations for all existentially quantified
2435 variables and then turn these existentially quantified variables
2436 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2437 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2438 will not have any existentially quantified variables, but that
2439 the dimensions of the sets may be different for different
2440 invocations of C<fn>.
2441
2442 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2443 use
2444
2445         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2446                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2447                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2448                           void *user), void *user);
2449
2450 The terms themselves can be inspected and freed using
2451 these functions
2452
2453         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2454                 enum isl_dim_type type);
2455         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2456                 isl_int *n);
2457         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2458                 isl_int *d);
2459         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2460                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2461         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2462                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2463         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2464
2465 Each term is a product of parameters, set variables and
2466 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2467 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2468 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2469 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2470 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2471
2472 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2473
2474 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2475 use the following function.
2476
2477         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2478                 isl_int *n, isl_int *d);
2479
2480 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2481 then the numerator and denominator of the constant
2482 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2483
2484 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2485
2486         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2487                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2488         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2489                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2490                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2491         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2492                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2493                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2494         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2495                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2496                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2497         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2498                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2499
2500         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2501                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2502                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2503         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2504                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2505                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2506         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2507                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2508                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2509         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2510                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2511         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2512                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2513                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2514
2515         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2516                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2517                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2518         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2519                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2520                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2521         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2522                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2523                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2524
2525         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2526                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2527                 __isl_take isl_point *pnt);
2528
2529         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2530                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2531                 __isl_take isl_point *pnt);
2532
2533         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2534                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2535         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2536                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2537                 __isl_take isl_set *set);
2538
2539         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2540                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2541         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2542                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2543                 __isl_take isl_union_set *uset);
2544
2545         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_align_params(
2546                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2547                 __isl_take isl_dim *model);
2548
2549         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2550                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2551
2552         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
2553                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2554                 __isl_take isl_set *context);
2555
2556         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2557                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2558                 __isl_take isl_set *context);
2559
2560         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2561                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2562                 __isl_take isl_union_set *context);
2563
2564 The gist operation applies the gist operation to each of
2565 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2566 The context is also exploited
2567 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2568
2569         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2570                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2571         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2572         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2573                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2574
2575 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2576 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2577 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2578 will lie somewhere in between.
2579
2580 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2581
2582 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2583 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2584 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2585 The objects are mainly used to represent the result of
2586 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2587 i.e., as the result of the following function.
2588
2589         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2590                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2591                 enum isl_fold type, int *tight);
2592
2593         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2594                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2595                 enum isl_fold type, int *tight);
2596
2597 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2598 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2599 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2600 of the parameters there is at least
2601 one element in the domain that reaches the bound.
2602 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2603 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2604 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2605 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2606 wrapped relation becomes the domain of the result.
2607
2608 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2609 following functions.
2610
2611         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2612                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2613         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2614                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2615         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2616                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2617         void isl_qpolynomial_fold_free(
2618                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2619         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2620                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2621         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2622                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2623
2624 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2625
2626 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2627 using the following function.
2628
2629         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2630                 __isl_take isl_printer *p,
2631                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2632         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2633                 __isl_take isl_printer *p,
2634                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2635
2636 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2637 output format of the printer
2638 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2639 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2640 output format of the printer
2641 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2642 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2643 to set the names of all dimensions
2644
2645         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2646         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2647                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2648                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2649                 const char *s);
2650
2651 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2652
2653 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2654 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2655
2656         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2657                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2658                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2659                             void *user), void *user);
2660
2661 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2662 use either of the following two functions
2663
2664         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2665                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2666                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2667                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2668                           void *user), void *user);
2669         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2670                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2671                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2672                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2673                           void *user), void *user);
2674
2675 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2676 of the difference between these two functions.
2677
2678 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2679
2680         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2681                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2682                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2683                           void *user), void *user);
2684
2685 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2686
2687         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2688                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2689                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2690
2691         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2692                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2693                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2694
2695         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2696                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2697                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2698
2699         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2700                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2701                 __isl_take isl_point *pnt);
2702
2703         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2704                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2705                 __isl_take isl_point *pnt);
2706
2707         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2708                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2709         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2710                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2711                 __isl_take isl_union_set *uset);
2712
2713         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2714                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2715
2716         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2717                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2718
2719         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2720                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2721                 __isl_take isl_set *context);
2722
2723         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2724                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2725                 __isl_take isl_union_set *context);
2726
2727 The gist operation applies the gist operation to each of
2728 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2729 In future, the operation will also exploit the context
2730 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2731
2732         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2733         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2734                 __isl_take isl_set *set,
2735                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2736                 int *tight);
2737         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2738         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2739                 __isl_take isl_map *map,
2740                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2741                 int *tight);
2742         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2743         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2744                 __isl_take isl_union_set *uset,
2745                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2746                 int *tight);
2747         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2748         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2749                 __isl_take isl_union_map *umap,
2750                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2751                 int *tight);
2752
2753 The functions taking a map
2754 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2755 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2756 over all elements in the intersection of the range of the map
2757 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2758 as a function of an element in the domain of the map.
2759 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2760 intersection of the set and the domain of the
2761 piecewise quasipolynomial reduction.
2762
2763 =head2 Dependence Analysis
2764
2765 C<isl> contains specialized functionality for performing
2766 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2767 and a collection of possible I<source> access relations,
2768 C<isl> can compute relations that describe
2769 for each iteration of the sink access, which iteration
2770 of which of the source access relations was the last
2771 to access the same data element before the given iteration
2772 of the sink access.
2773 To compute standard flow dependences, the sink should be
2774 a read, while the sources should be writes.
2775 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2776 accesses, then there will be a dependence to the last
2777 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2778 this last I<must> access.
2779 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2780 then memory based dependence analysis is performed.
2781 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2782 then value based dependence analysis is performed.
2783
2784         #include <isl/flow.h>
2785
2786         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2787
2788         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2789                 __isl_take isl_map *sink,
2790                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2791                 int max_source);
2792         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2793                 __isl_take isl_access_info *acc,
2794                 __isl_take isl_map *source, int must,
2795                 void *source_user);
2796         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2797
2798         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2799                 __isl_take isl_access_info *acc);
2800
2801         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2802                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2803                           void *dep_user, void *user),
2804                 void *user);
2805         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2806                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2807         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2808
2809 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2810 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2811 the input for this function or to read off the output.
2812
2813 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2814 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2815 The arguments to this functions are the sink access relation
2816 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2817 access to the user, a callback function for specifying the
2818 relative order of source and sink accesses, and the number
2819 of source access relations that will be added.
2820 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2821 The function is called with two user supplied tokens identifying
2822 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2823 level and the relative order of the two accesses.
2824 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2825 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2826 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2827 it should return I<2 * n>.
2828 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2829 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2830 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2831 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2832 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2833 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2834 The C<source_user> token is again used to identify
2835 the source access.  The range of the source access relation
2836 C<source> should have the same dimension as the range
2837 of the sink access relation.
2838 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2839 called explicitly, because it is called implicitly by
2840 C<isl_access_info_compute_flow>.
2841
2842 The result of the dependence analysis is collected in an
2843 C<isl_flow>.  There may be elements of
2844 the sink access for which no preceding source access could be
2845 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2846 The relations containing these elements can be obtained through
2847 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2848 and the second with C<must> unset.
2849 In the case of standard flow dependence analysis,
2850 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2851 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2852 array elements and the second relation is empty.
2853 The actual flow dependences can be extracted using
2854 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2855 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2856 a source and the sink.  The callback function is called
2857 with four arguments, the actual flow dependence relation
2858 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2859 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2860 identifying the source and an additional C<void *> with value
2861 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2862 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2863 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2864
2865 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2866 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2867
2868 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2869 by the following function.
2870
2871         #include <isl/flow.h>
2872
2873         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2874                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2875                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2876                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2877                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2878                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2879                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2880                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2881
2882 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2883 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2884 of the domains of the accesses and of the schedule.
2885 The relative order of the iteration domains is given by the
2886 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2887 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2888 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2889 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2890 any of the other arguments is treated as an error.
2891
2892 =head2 Scheduling
2893
2894 B<The functionality described in this section is fairly new
2895 and may be subject to change.>
2896
2897 The following function can be used to compute a schedule
2898 for a union of domains.  The generated schedule respects
2899 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
2900 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
2901 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
2902 the dependence distances over C<proximity> dependences.
2903 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
2904 for groups of domains where the dependence distances have only
2905 non-negative values.
2906 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
2907 of C<Pluto>.
2908
2909         #include <isl/schedule.h>
2910         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
2911                 __isl_take isl_union_set *domain,
2912                 __isl_take isl_union_map *validity,
2913                 __isl_take isl_union_map *proximity);
2914         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
2915
2916 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
2917 from an C<isl_schedule> using the following function.
2918
2919         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
2920                 __isl_keep isl_schedule *sched);
2921
2922 A representation of the schedule as a forest of bands can be obtained
2923 using the following function.
2924
2925         __isl_give isl_band_list *isl_schedule_get_band_forest(
2926                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
2927
2928 The list can be manipulated as explained in L<"Lists">.
2929 The bands inside the list can be copied and freed using the following
2930 functions.
2931
2932         #include <isl/band.h>
2933         __isl_give isl_band *isl_band_copy(
2934                 __isl_keep isl_band *band);
2935         void *isl_band_free(__isl_take isl_band *band);
2936
2937 Each band contains zero or more scheduling dimensions.
2938 These are referred to as the members of the band.
2939 The section of the schedule that corresponds to the band is
2940 referred to as the partial schedule of the band.
2941 For those nodes that participate in a band, the outer scheduling
2942 dimensions form the prefix schedule, while the inner scheduling
2943 dimensions form the suffix schedule.
2944 That is, if we take a cut of the band forest, then the union of
2945 the concatenations of the prefix, partial and suffix schedules of
2946 each band in the cut is equal to the entire schedule (modulo
2947 some possible padding at the end with zero scheduling dimensions).
2948 The properties of a band can be inspected using the following functions.
2949
2950         #include <isl/band.h>
2951         isl_ctx *isl_band_get_ctx(__isl_keep isl_band *band);
2952
2953         int isl_band_has_children(__isl_keep isl_band *band);
2954         __isl_give isl_band_list *isl_band_get_children(
2955                 __isl_keep isl_band *band);
2956
2957         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_prefix_schedule(
2958                 __isl_keep isl_band *band);
2959         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_partial_schedule(
2960                 __isl_keep isl_band *band);
2961         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_suffix_schedule(
2962                 __isl_keep isl_band *band);
2963
2964         int isl_band_n_member(__isl_keep isl_band *band);
2965         int isl_band_member_is_parallel(__isl_keep isl_band *band,
2966                 int pos);
2967
2968 Note that a scheduling dimension is considered parallel if it
2969 does not carry any proximity dependences.
2970
2971 A representation of the band can be printed using
2972
2973         #include <isl/band.h>
2974         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_band(
2975                 __isl_take isl_printer *p,
2976                 __isl_keep isl_band *band);
2977
2978 Alternatively, the schedule mapping
2979 can also be obtained in pieces using the following functions.
2980
2981         int isl_schedule_n_band(__isl_keep isl_schedule *sched);
2982         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_band(
2983                 __isl_keep isl_schedule *sched, unsigned band);
2984
2985 C<isl_schedule_n_band> returns the maximal number of bands.
2986 C<isl_schedule_get_band> returns a union of mappings from a domain to
2987 the band of consecutive schedule dimensions with the given sequence
2988 number for that domain.  Bands with the same sequence number but for
2989 different domains may be completely unrelated.
2990 Within a band, the corresponding coordinates of the distance vectors
2991 are all non-negative, assuming that the coordinates for all previous
2992 bands are all zero.
2993
2994 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2995
2996 The parametric vertex enumeration described in this section
2997 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2998 library.
2999
3000         #include <isl/vertices.h>
3001         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
3002                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
3003
3004 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
3005 actual computation of the parametric vertices and the chamber
3006 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
3007 This information can be queried by either iterating over all
3008 the vertices or iterating over all the chambers or cells
3009 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
3010
3011         int isl_vertices_foreach_vertex(
3012                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3013                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3014                 void *user);
3015
3016         int isl_vertices_foreach_cell(
3017                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3018                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
3019                 void *user);
3020         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
3021                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3022                 void *user);
3023
3024 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
3025 the following.
3026
3027         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
3028                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3029         int isl_vertices_get_n_vertices(
3030                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3031         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
3032
3033 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
3034
3035         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3036         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3037         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
3038                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3039         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
3040                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3041         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
3042
3043 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
3044 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
3045 of the vertex.
3046 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
3047 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
3048 and should not be mixed with integer sets.
3049
3050 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
3051
3052         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
3053         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
3054                 __isl_keep isl_cell *cell);
3055         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
3056
3057 =head1 Applications
3058
3059 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
3060 it also contains some basic applications that use some
3061 of the functionality of C<isl>.
3062 The input may be specified in either the L<isl format>
3063 or the L<PolyLib format>.
3064
3065 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
3066
3067 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
3068 an integer element of the polyhedron, if there is any.
3069 The first column in the output is the denominator and is always
3070 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
3071 then a vector of length zero is printed.
3072
3073 =head2 C<isl_pip>
3074
3075 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
3076 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
3077 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
3078 of constraints on a parametric polyhedron.
3079 The coefficients of the parameters appear in the last columns
3080 (but before the final constant column).
3081 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
3082 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
3083 is just a dump of the internal state.
3084
3085 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
3086
3087 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
3088 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
3089 If an affine objective function
3090 is given, then the constant should appear in the last column.
3091
3092 =head2 C<isl_polytope_scan>
3093
3094 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
3095 all integer points in the polytope.