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